10 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Сварка угольным электродом в домашних условиях

Сварка и строжка угольным электродом

Время чтения: ≈5 минут

Сварка угольными электродами — редко применяющаяся технология. Все дело в узкой сфере применения. Угольный электрод не плавится во время сварки, поэтому его можно использовать только при работе с цветными металлами или чугуном. Но это не значит, что угольные электроды не нужно рассматривать.

Ведь с их помощью можно выполнить строжку. Строжка — это метод разрезания металлов, когда резка осуществляется не на всей глубине детали. В этой статье мы напомним вам, как варить металл угольным электродом и расскажем, как с его помощью выполнить строжку.

Сварка угольным электродом

Как мы уже писали выше, сварка угольным стержнем применяется редко. Но она хорошо зарекомендовала себя при работе с цветными металлами, низкоуглеродистой сталью и чугуном толщиной до 3 миллиметров. Также угольные электроды иногда используются для пайки медных проводов.

Учитывайте, что угольный электрод является неплавящимся. Т.е., во время сварки он сам не плавится и не смешивается с основным металлом. У него есть медное покрытие, которое лишь немного испаряется в процессе работы. Поэтому сам стержень практически не меняется в размерах. Ведь расход очень незначительный.

За счет чего образуется шов? За счет самого металла, с которым вы работаете. Кромки плавятся под воздействием дуги и заполняют стык между двумя деталями. Иногда можно использовать присадочную проволоку, если зазор слишком большой.

Технология

Подготовьте металл к сварке. Зачистите все поверхности, при необходимости отшлифуйте. Затем настройте силу тока. Сила тока зависит от диметра электрода. Для электрода диаметром 4 миллиметра оптимальная сила тока — 150-200А. Увеличивайте силу тока, если используете электроды большего диаметра. Также рекомендуем установить прямой ток и прямую полярность. Так дуга будет гореть стабильнее, а электрод будет расходоваться еще экономнее.

Чтобы улучшить качество шва и стабилизировать дугу можно использовать флюсы. Как пастообразные, так и порошковые. В их составе должны быть ионизирующиеся вещества. Нанесите флюс на кромки и равномерно распределите.

Вставьте электрод в держак и зажгите дугу. Это можно сделать, постучав стержнем о кромки. Затем сформируйте сварочную ванну. Видимая часть электрода должна составлять не более 7 сантиметров. Ведите дугу равномерно, следите за плавлением металла и формированием шва.

Возможна ли сварка угольным электродом в домашних условиях? В целом, да. Но у вас не получится использовать самодельный аппарат для сварки. Ведь сварочник для работы с угольными электродами должен обладать большим диапазоном настройки тока. А самодельные аппараты зачастую имеют более простой функционал.

Строжка угольным электродом

Строжка с применением угольного электрода (она же воздушно-дуговая строжка) — метод резки металла, суть которого заключается в применении сжатого воздуха. Электрическая дуга плавит металл, а струя сжатого воздуха, направленная в сварочную зону, выдувает его. Так образуется рез.

Строжка угольным электродомможет применяться для реза любых металлов. Но зачастую такую технологию применяют для резки нержавейки, чугуна, никеля, алюминия и меди.

Технология

Далее мы расскажем о технологии выполнения воздушно-дуговой резки. Вы можете попробовать выполнить такую резку в домашних условиях. Но не забывайте соблюдать технику безопасности.

Итак, перед началом работ проверьте сварочное оборудование, убедитесь в его исправности. Не забывайте о подготовке металла. Зачистите поверхность, на ней не должно быть грязи или следов масла. Затем настройте режим сварки, а именно силу тока. Не устанавливайте слишком большую силу тока, поскольку медное покрытие электрода быстро испарится, и вы не сможете равномерно расплавить металл.

Также подготовьте баллон со сжатых воздухом. Настройте его давление. Мы рекомендуем давление в 4-6 бар. Вставьте угольный стержень в держак. Его выступающая часть должна составлять не менее 10 сантиметров. Затем откройте подачу сжатого воздуха и зажгите дугу. Это можно сделать методом постукивания электродом о поверхность металла. Как только вы зажжете дугу и сформируете сварочную ванну, направьте сжатый воздух в зону сварки. Следите, чтобы плавление металла и его выдувание было равномерным.

Вместо заключения

Строжка угольным электродом или сварка с его помощью — дело непростое и редко применимое, но все же заслуживающее внимания. Вероятно, вы не будете использовать эту технологию повсеместно, но обучившись сможете лучше выполнять всю остальную работу. Ведь при сварке или строжке угольным электродом необходимо учитывать множество нюансов. Так что эти знания могут пригодиться вам и при выполнении любых других сварочных работ.

Описание технологии сварки алюминия

Алюминий — это металл, который очень сложно поддается свариванию. Если не знать технологию работы, то даже при наличии инверторного сварочного аппарата выполнить работы своими руками не получится. Кроме того, что сварочный шов нужно снабжать постоянным током, и иметь для этого специальное оборудование, алюминий имеет множество особенностей.

Чтобы правильно выполнить сварочный шов, еще до начала нужно ознакомиться с особенностями металла, его подготовкой, а также подготовить нужное оборудование.

Особенности сварки алюминия

Алюминий подаётся свариванию не так просто, как другие стали. Работы с тонким железом или с нержавеющим материалом намного проще. Основными особенностями этого металла являются:

  1. Образование оксидной пленки. Когда алюминий взаимодействует с кислородом, на нём образуется плёнка дюралюминия. Это плёнка более тугоплавкая, а возникает даже от взаимодействия с кислородом. До начала ее нужно удалить при помощи растворителей, а если она тонкая, то наждачной бумагой. Из-за этой плёнки возникнут проблемы с соединением алюминия в монолитный шов. Чтобы работа прошла успешно, зону сварки нужно защитить от кислорода. Один из вариантов сделать это — использовать аргоновую сварку (ТИГ , TIG).
  2. Высокая текучесть. Под воздействием высоких температур алюминий быстро теряет прочность. Расплавленный верхний слой может деформировать нижний слой. При этом уровень перегрева определить сложно, работая даже с переменным током. Определить изменение температуры металла методом изменения цвета не получиться, ведь цвет алюминия не меняется при нагреве.
  3. Алюминий легко деформируется. Чтобы этого не случилось, следует использовать присадочные материалы в виде железа или керамики.
  4. У алюминия низкий модуль упругости. Поэтому начинающим сложно выполнить работу так, чтобы не деформировать изделия. Для облегчения следует включить настройки оптимального режима. Также рекомендуется подогревать конструкцию газовой горелкой.
  5. В швах возможно появление пористых участков. Если в швах будет кремний, возможно появление мелких трещин. Всё это ослабляет сварочные швы.
  6. Несмотря на текучесть, у алюминия высокая теплопроводность. Для его сваривания нужно использовать профессиональное оборудование и мощные источники тока. Осциллятор помогает упростить процесс.
  7. Сварочные швы могут потрескаться ещё в процессе. Чтобы этого не случилось, в швы добавляют модификаторы, препятствующие появлению изменений в момент застывания. Чтобы не ослабить конструкцию, не рекомендуется располагать швы близко друг другу.

Все вышеописанные факторы следует учитывать при работе с этим металлом. Ещё до начала желательно знать марку алюминия и особенности именно этого сплава. Это информация значительно облегчит процесс и поможет выбрать оптимальный режим. При сваривании алюминия неустановленной марки возникают дополнительные затруднения, избежать которых очень сложно.

Способы сварки алюминия

Далеко не все существующие методы сваривания металлов подходят для алюминия. Подходящими методами для соединения этого металла являются следующие:

  1. В среде инертных газов. Выполняется при помощи вольфрамовых электродов.
  2. Полуавтоматическая MIG (например, при помощи плазменной Оверман). Выполняется в среде защитного газа (флюса). Для сваривания используется точечная проволока (или пруток), подача которой происходит автоматически.
  3. Электродуговая сварка угольным электродом. Используется редко, подходит только для самых простых швов.
  4. Сварка покрытыми электродами MMA.
  5. Лазерная.

Важно! Для сваривания алюминия не получиться использовать ток с прямой полярностью. Для соединения деталей нужно катодное распыление, которые не получится достигнуть таким методом.

Выбор методов сварки должен зависеть от площади контактных поверхностей, возможности использования профессионального оборудования, наличия опыта у мастера. Чем меньше известно о свариваемом металле и чем меньше опыта у мастера, тем медленнее нужно проводить работы (например, припой). В таком случае нужно использовать методы, позволяющие существенно замедлить процесс.

Режимы аргонодуговой сварки алюминия вольфрамовым электродом:

Толщина металла, ммДиаметр вольфрамового электрода, ммДиаметр присадочной проволки, ммСила тока в аргоне, АСила тока в гелии, А
1 – 221 – 250 – 7030 – 40
4 – 632 – 3100 – 13060 – 90
4 – 643160 – 180110 – 130
6 – 1053 – 4220 – 300160 – 240
11 – 1564280 – 360220 – 300

Подготовка материалов перед сваркой

Алюминий — очень капризный металл, если говорить о его сваривании. В домашних условиях перед обработкой этого металла нужно тщательно его подготовить.

Особенности обработки металла выглядит так:

  1. До начала работа электродом нужно применить очиститель для алюминия. В качестве очистителя может применятся уайт спирит, авиационный бензин или ацетон.
  2. Кроме обезжиривания, нужно обработать металл обычной наждачной бумагой. Трением обеспечивается увеличение абразивности в месте соединения поверхностей. Этот способ обработки позволит деталям лучше соединиться и удалит оксидную пленку. Ремонтные работы с металлом, с которого не удалена оксидная пленка, не рекомендуется. Если обработать такой металл, возможны дефекты сварки, нарушение шва или быстрая трещина в дальнейшем.
  3. После обработки обезжиривателем стоит выполнить разделку кромки. Если толщина свариваемых металлов до 2 мм, это делать не обязательно. Металлы толщиной свыше 4 миллиметров обязательно перед пайкой поддают разделыванию кромки.
  4. Не все режимы работы инвертора позволят правильно работать с металлом, поэтому до начала работы следует подключить специальную приставку для инвесторов, которая контролирует температуру. Приставка не позволит алюминию перегреться. Таким образом получится избежать перегрева сплавов.

Совет! Используя покрытые электроды, можно заварить электросваркой металл без разделки кромки толщиной 20 миллиметров. В остальных случаях разделка кромки необходима.

До выполнения работ следует ознакомиться со всеми ОСТ, касающимися данных работ. К ним относят:

  • ГОСТ 14806-80:
  • ГОСТ 27580-88;
  • ГОСТ 14771-76.

Кроме вышеперечисленных работ с металлом, до того, как начнется сварка, обязательно нужно приготовить на рабочее место ведро с песком и по возможности ведро холодной воды. Чтобы избежать возгорания, лучше убрать все легковоспламеняющиеся жидкости и предметы с рабочего места и только после этого приступать к работам.

Оборудование для сварки алюминия

Без наличия специального оборудования выполнить даже самые простые сварочные работы не получится. В числе самых необходимых для работы значатся:

  1. Сварочный аппарат (например, Аврора Про). Он и источник питания, и инвертор, преобразующий ток (АС/ДС). Аппарат должен иметь регулируемую схему подачи тока. Только в таком случае получится подобрать нужный режим именно для данного металла.
  2. Электроды. Лучше всего выбирать электроды с покрытием или проволоку-присадку, если нужно выполнить минимальный объем работы. При помощи присадочной проволоки проводится процесс соединения деталей газом. Она подходит не всем металлам, а в случае с неустановленной марка алюминия использовать присадочную проволоку нельзя.
  3. Баллоны с газом. Они нужны только при использовании газового метода, редко применяемого в домашних условиях. Если выбран именно газовый метод, к баллону нужны также шланги.
  4. Рабочее заземление для всех аппаратов. Процесс сваривания является одним из самых опасных, поэтому без рабочего заземления начинать выполнение сварки запрещено.
  5. Краги и спецодежда. Одежда, используемая в таких случаях должна быть огнеупорной и защищать всю поверхность тела от искр. Работать рекомендуется только в перчатках.
  6. Защитная маска. Рекомендуемой является «Хамелеон», она наиболее удобна. Без использования сварочной маски проводить работы опасно, ведь даже от кратковременного воздействия сварочных огней на зрение можно полностью ослепнуть.

Стоимость защитных масок, перчаток и одежды может быть большей, чем инструментов. Однако эти средства защиты пригодятся ещё не раз, к тому же они жизненно необходимы. Проводя работы без средств защиты можно получить необратимые последствия и сильно испортить здоровье.

Важно! Обычные защитные очки не подходят для проведения сваривания. Нужно использовать именно сварочную маску, хотя цена на нее выше.

Пошаговое описание процесса сварки

После подготовки всех используемых материалов и инструментов, начинается непосредственно сварка. Пошаговая инструкция выглядит так:

  1. По свариваемой поверхности распределяется флюс. Он улучшит свойства металла.
  2. При помощи газа поверхность подогревается. Это убережет от деформации и преждевременного расплавления.
  3. При помощи электрической дуги электродом распределяются сварочная масса по поверхности шва на протяжении всей длины кромок. Ещё горячим шов можно поправить.
  4. Изделия оставляют до полного остывания.
  5. Когда изделие полностью остыло, можно проверить на прочность. При желании укрепить шов процедуру повторяют по уже имеющемуся шву.

Как выполнить работу только при помощи газовой горелки без аргона смотрите на видео.

Вышеописанная информация показывает, что даже при отсутствии опыта можно выполнить простую сварку алюминия в домашних условиях. Чтобы работы прошли успешно, нужно подготовить все инструменты и материалы заранее, узнать марку свариваемых частей и исследовать их свойства. Правда, мастеру без опыта работы сделать это будет очень сложно. Но при изучении свойств металла, тщательной подготовке и использованию средств защиты получиться выполнить простое соединение. Хотя алюминий — это капризный и тяжелый металл, справиться с ним под силу.

Как варить угольными электродами

Дуговая сварка угольным электродом была изобретена русским инженером Николаем Бенардосом ещё в 1882 году. По сути, это старейший способ электросварки. На сегодняшний день угольные или графитовые электроды используются значительно реже, чем металлические, но всё же у них остаётся своя сфера применения.

Свойства и разновидности

Угольный электрод представляет собой твёрдый стержень, состоящий из угля (кокса) и нескольких добавок. В роли связующего элемента здесь применяется смола.

Такими стержнями можно сваривать все сорта и разновидности металлов — от тугоплавких и тяжёлых до лёгких и пористых. Диаметр угольного электрода может варьироваться от 1,5 до 25 мм, а длина – от 25 до 300 мм (самые длинные используются тогда, когда соединяемые детали располагаются в труднодоступном месте). Также они могут иметь разную форму:

  • круглую;
  • полукруглую;
  • прямоугольную;
  • полую.

В большинстве ситуаций для работы применяются круглые и полукруглые электроды — это лучший вариант для получения стандартного сварного шва.

Прямоугольные изделия в основном используются для заделки дефектов на стальных поверхностях, а полые характеризуются тем, что способны создать в месте соединения канавку в виде буквы U.

Стоит также знать, что помимо обычных существуют омеднённые угольные электроды. На них наносят медное напыление для увеличения прочности, но при этом все иные эксплуатационные свойства остаются примерно такими же.

Особенности процесса

Электроды, сделанные из угля, отличатся от металлических тем, что относятся к неплавким. Это значит, что при сварке они играют роль проводника электричества, но не становятся частью сварочной ванны.

В ходе работы угольные стержни разогреваются до очень высокой температуры. А если продолжать нагрев, то практически сразу из расплавленного состояния они перейдут в состояние кипения (к слову, уголь кипит при температуре 4200 °C).

Из-за особенностей материала использовать в процессе сварки можно только постоянный электрический ток прямой полярности. Соответственно, минус (катод) здесь должен находиться на электроде, а плюс (анод) на металлической поверхности изделия.

При работе с угольными электродами сварщику, как правило, требуются присадочные элементы. При этом сваривать можно двумя путями:

  • слева направо (в таком случае присадка оказывается позади электрода);
  • справа налево (впереди находится присадка).

Интересно, что при сварке слева направо тепловая энергия используется эффективнее, и это позволяет увеличить скорость работы. Однако на практике чаще можно встретить технологию «справа налево» – она привычней.

В некоторых ситуациях можно обойтись и без присадки, например, при отбортовке тонких металлических изделий или при сварке угловых стыков. Причём если использовать угольный электрод без присадок для соединения металлических листов, имеющих толщину до 3 мм, то производительность будет на порядок больше, чем при сварке с иными электропроводниками.

Применение в домашних мастерских

Для работы с угольными электродами в домашних условиях подойдёт стандартный элекродуговой сварочный аппарат. Так как теплопроводность угольных стержней мала, можно создавать дугу при силе тока всего в 3-5 Ампер.

Причём эта электродуга при необходимости вытягивается в длину в 30-50 миллиметров. Электрод испаряется медленно и не липнет к металлу, поэтому вести угольную дугу по направлению будущего шва достаточно легко.

Навыки, нужные для выполнения простых работ (таких как сварка проводов, сварка тонких металлических пластин и так далее), приобретаются в данном случае очень быстро.

Варить домашним мастерам следует не на улице, а строго в закрытых помещениях. Угольная дуга реагирует на дуновения ветра, газовые потоки, магнитные поля и другие воздействия.

Чтобы не тратить время на перестановку электрода в держателе и чтобы он не слишком нагревался при сварке, его можно заранее заточить с обоих концов. Когда один конец перегреется, электродержатель поворачивается на 180 °, и сварка продолжается другим концом.

Мастерам, у которых в наличии не слишком много расходных материалов, следует воспользоваться данным советом.

Угольные и графитовые электроды некоторые специалисты используют, чтобы варить медные шины на трансформаторных подстанциях. А в домашних кустарных мастерских такими электродами можно, например, сваривать медные провода.

Хорошим присадочным материалом в данной ситуации станут бронзовые прутки. Диаметры таких прутков подбираются в зависимости от толщины свариваемых деталей и рассчитываются по специальным формулам.

Вдобавок ко всему угольными электродами можно выполнять не только сварочные работы, но и операции по резке металлических изделий.

Работа с алюминием

Угольными электродами соединяют даже алюминиевые изделия, которые традиционно считаются сложными для сваривания. Алюминий обладает малой плотностью, значительной теплопроводностью и стойкостью к коррозии.

Плавится этот металл при температуре 660 °C, к тому же он достаточно хорошо сочетается с кислородом, из-за чего покрывается плёнкой окиси алюминия (химическая формула – Al2O3).

Наличие такой плёнки, а также лёгкость образования трещинок и пор в металле шва – главные трудности, с которыми сталкиваются при сварке алюминия. Но применение угольных электродов позволяет справляться с ними.

В частности, именно такой способ используют для соединения алюминиевых шин в цехах электролиза. Сваривают шины традиционно встык на подкладке из графита или алюминия.

По бокам шин монтируют графитовые пластины с вырезами напротив шва. Данные вырезы дают возможность вывести конечную и начальную точку шва за границы рабочего сечения.

При сварке алюминиевых поверхностей угольной дуговой сваркой присадочным материалом служит проволока или пруток из того же металла. Для того чтобы окисная плёнка не мешала и не повлияла на результат, на кромки шва добавляют флюс марки АФ-4А, который представляет собой однородный мелкодисперсный порошок белого цвета.

Сварка угольным электродом

  1. Особенности
  2. Разновидности электродов
  3. Подготовка
  4. Технология

Мир сварочных технологий очень широк и разнообразен. Чтобы получать привлекательный результат, нужно знать все о каждом варианте отдельно. Хороший специалист обязан, в частности, представлять еще и процесс сварки угольным электродом, его тонкости и нюансы.

Особенности

Сварку угольным электродом изобрел наш соотечественник — Н. Н. Бенардос в 1882 году. Его разработка сразу получила патент во многих иностранных государствах. Любопытно, что сам изобретатель называл свое детище «электрогефестом», что содержит явную отсылку к древнегреческим мифам. Для изготовления современных электродов применяют специальный материал — аморфный электротехнический уголь. Нормальную работу обеспечивают только те варианты, которые не имеют каналов внутри.

Стоит учитывать следующие нюансы:

  • очень малую разницу между точками кипения и плавления (3800 и 4200 градусов соответственно);
  • непригодность для работы в режиме обратной полярности (он крайне неустойчив);
  • сравнительно низкий (в сопоставлении с металлическим плавким электродом) КПД;
  • высокую чувствительность дуги к внешним воздействиям, в том числе и к магнитным полям.

Минусы такой сварки, однако, компенсируются:

  • пригодностью угольных электродов при резке и пайке;
  • широким разнообразием самих сварочных режимов;
  • пригодностью для обработки самых разных металлов, включая особо тугоплавкие разновидности сплавов.

Разновидности электродов

Круглые

Простой «круглый» тип может применяться неограниченно широко. Сечение стержня составляет от 3,2 до 19 мм. Есть еще так называемые «круглые бесконечные» электроды. Конечно, они имеют строго ограниченные размеры. Однако экономичность полностью оправдывает основное название.

Диаметр «бесконечных» элементов варьируется от 8 до 25 мм. Чаще всего их используют при сварке с помощью специальной машинки. Оба варианта приемлемы для «простых» сварочных работ. Впрочем, любые виды угольных моделей за счет своей неплавкости расходуются мало.

А еще есть несколько видов таких электродов, которые заслуживают отдельного разбора.

Полукруглые

Электрод в форме полукруга обычно имеет диаметр от 10 до 19 мм. Такие изделия часто рекомендуют, чтобы нарезать металлические заготовки. Именно полукруглые электроды используют большинство самодеятельных и профессиональных сварщиков. Шов имеет оптимальную форму. Создавать кромку электродом полукруглого исполнения несложно.

Прямоугольные

Их еще иногда называют плоскими — но не все так просто. Когда торговцы говорят слово «плоский», они могут подразумевать еще и квадратное сечение. Размер сечения колеблется от 8 до 25 мм. Чаще всего такие инструменты применяют, когда надо заделать дефект на стальной отливке. Для других целей их используют редко.

Полые

Нечасто можно встретить и такой вид электродов. Их типичный размер составляет от 5 до 13 мм. Именно подобное решение подойдет для формирования U-образных линий канвы. Также полые конструкции отлично применяют при вакуумной сварке. Давление в рабочей камере при этом не должно превышать 665 Па.

Подготовка

Металл перед угольной сваркой нужно тщательно подготовить. Любые поверхности зачищают основательно. Если есть существенные неровности, их придется зашлифовать. Силу тока надо настраивать очень тщательно. Она должна строго соответствовать диаметру применяемых электродов.

Горелку и все шланги обязательно очищают, приводят в порядок. Каждый сварщик лично осматривает все используемое оборудование. При обнаружении сколько-нибудь существенных неполадок их надо устранить. Если этого сделать нельзя, придется остановить работу и воспользоваться услугами по капитальному ремонту. Нельзя заниматься сваркой в неудобных тесных условиях (впрочем, это относится не только к использованию угольных электродов).

Технология

Сварка медных проводов в домашних условиях возможна как на переменном, так и на постоянном токе. Его напряжение составляет 12-36 В. Обязательное требование — возможность регулировать ток. Подобным требованиям отвечает основная масса сварочных инверторов. Но наилучшим вариантом все равно остается специализированная модель, предназначенная для электриков.

Мощность такой аппаратуры для сварки медных проводов колеблется от 1 до 1,5 кВт. Мощность можно понизить до 30 или поднять до 120 А. Такая техника легче типового инвертора и относительно компактна. Края сварочных кабелей оборудуются особым держателем под угольные электроды. Впрочем, когда уже есть подходящий типовой инвертор, специальный аппарат покупать необязательно.

Заменить стандартный держатель электрода способен всякий мощный зажим, надо лишь изолировать ручки.

В некоторых случаях применяют точечную контактную сварку (продолжительностью не более 2 секунд). Соединение бытовых проводов возможно при помощи простого трансформатора мощностью 0,5 кВт. Напряжение на вторичной обмотке должно варьироваться от 12 до 36 В. Именно к этой обмотке подключают держатель для электрода и проводов. Опытным путем было выяснено такое оптимальное значение силы тока:

  • 2 жилы по 1,5 кв. мм – 70 А;
  • 3 жилы того же сечения — 80 А;
  • 3-жильный кабель на 2,5 кв. мм – от 90 до 100 А.

Подавать ток от 100 до 120 А нужно, чтобы сварить четырехжильный провод сечением 2,5 кв. мм. Но это правило работает не всегда. Каждый производитель может добавлять в продукцию свои особые примеси сообразно рецептуре. Это прямо влияет на теплопроводность и на электрические свойства материала. Точно подобрать параметры работы можно путем экспериментов с отрезами.

Изоляцию следует снимать осторожно. Жилы не должны быть повреждены. Перед скручиванием их стоит зачищать наждаком и снимать жир ацетоном. Торцам скруток следует придавать плоскую форму. Передержка дуги крайне вредна, она может привести к пережогу меди.

Сварку меди своими руками можно выполнять только на постоянном токе прямой полярности. Использование обратной полярности грозит не просто неустойчивым горением, но и быстрым исчерпанием ресурса графитового электрода. Важно: полярность сварочных машин проверяют всякий раз перед запуском. Часто перемагничивание обесценивает маркировку, сделанную на заводе. Рекомендуется применять для работы с медью угольные электроды.

Оптимальная длина электрода составляет от 0,12 до 0,15 м. Слишком длинная рабочая часть наращивает омическое сопротивление. Он перегреется и быстрее сгорит. Чтобы сэкономить время при перестановке электродов и сократить их нагрев рекомендуется затачивать эти инструменты. Сильно выгоревший или перегревшийся электрод не вытаскивают, просто разворачивают держатель.

Знатоки советуют использовать пару параллельно подсоединяемых держателей. В результате надежно предотвращается чрезмерный разогрев как самих держателей, так и электродов. Металл присадки — в идеале бронза БрОФ9-0,3. Несколько худших механических параметров можно достичь при помощи БрКМ2З-1, меди М1. Но БрКМ2З-1 отлично проявляет себя при приварке вспомогательных деталей и наваривании металла.

Иначе поступают при сварке свинца. Общее то, что нежелательно применять ток обратной полярности. Кромки зачищают до блестящего состояния. Ширина зачищаемой полосы — минимум 0,03 м от границ швов. Для двусторонней сварки изделий толщиной не более 0,01 м скосы можно и не делать.

С помощью угольных электродов можно выполнить сварку тонкого металла. Работать придется максимально быстро. Никаких норм для траекторий движения нет — что поможет ускорить работу, то и правильно. Чрезмерно нагревать тонкий металл нежелательно.

Требуется варить на малых токах и создавать короткую дугу.

Вот еще несколько рекомендаций:

  • заботиться об отводе тепла и использовании подкладок;
  • располагать листы без зазоров;
  • делать короткие прихватки через 0,07-0,1 м;
  • использовать струбцины и прочие приспособления.

О том, как сваривать угольным электродом, смотрите в следующем видео.

Технология и способы сварки меди в домашних условиях

Медь, а также ее сплавы (бронза, латунь) человечество освоило задолго до железа. На сегодня основной потребитель этого металла — электротехническая промышленность. Пользуется спросом она и в других отраслях, а также для бытовых нужд.

Сплавы меди хорошо паяются, но сварные соединения предпочтительнее. Они вдвое прочнее, устойчивы к высокой температуре. Однако варить ее задача не менее сложная, чем детали из нержавейки, либо чугуна.

Она легкоплавка (1080-1083ºС), имеет теплопроводность в шесть раз выше железа и в полтора алюминия. Расплав ее текучестью может поспорить с водой. При трехстах градусах приобретает высокую ломкость.

Вдобавок ко всему легко окисляется, активно растворяет водород, с последующим образованием водяного пара. Все это вызывает остаточные напряжение, образует трещины.

Сварное соединение медных заготовок сложнее чем для других металлов.

Тем не менее, все эти проблемы решаемы, а сварка меди распространенный способ получения изделий из нее.

  1. Ручная дуговая металлическими электродами
  2. Угольными или графитовыми электродами
  3. Аргонодуговая
  4. На автоматах или полуавтоматах под флюсом
  5. Газовая
  6. Контактная

Ручная дуговая металлическими электродами

Самый распространенный способ соединения — дуговая сварка плавкими электродами. Ее ведут с использованием обычного сварочного аппарата либо инвертора.

До начала работы детали по всей длине стыка зачищают до металлического блеска, и обезжиривают. Детали толщиной до 4 мм варят без разделки кромок, более толстые от 5 до 10 мм разделывают.

Заготовки большей толщины разделывают Х – образным способом, т.е. не только сверху, но и с обратной стороны.

Прежде чем сваривать медь тонкими листами «в стык» сначала выполняют так называемую отбортовку. Эта операция будет заключаться в отгибании края листов 3-5 мм под прямым углом, для предотвращения прожигания заготовок.

При разделке кромок острые углы обязательно скругляют, как говорят сварщики — «притупляют» на 1,5-2,5 мм.

Электроды представляют собой медный стержень, с рутиловым покрытием имеющим, основную реакцию (как правило).

Долгое время основным типом рекомендованным ГОСТ были разработанные еще при СССР «Комсомолец – 100», АНЦ-1 и 2. Для бронзы и других сплавов АНЦ-3, АНЦ-3М. На сегодня рынок в дополнение к ним предлагает изделия зарубежных фирм. В основном это ZELLER и ESAB.

Работают на постоянном токе. Полярность устанавливают обратную, т.е. «+» к электроду, «–» к заготовке, на «короткой» дуге, высоким током.

Толстые заготовки (от 6 мм) рекомендуется предварительно прогревать до 250-400ºС.

Качество стыка сильно зависит от того, какой квалификацией обладает сварщик, поэтому ответственные детали этим способом предпочитают не соединять.

Особенностью меди является высокая текучесть из-за чего шов ведут в нижнем положении, либо под небольшим углом. По этой же причине, при сварке трубопроводов желательно обеспечить поворачивание деталей. При невозможности такой операции ручные электродные швы лучше не применять.

Угольными или графитовыми электродами

Подобную методику применяют при создании изделий, не испытывающих значительные нагрузки, толщиной до 15 мм. Работу ведут на длинной дуге, для уменьшения степени контакта наплавляемого металла с образующимся при работе оксидом углерода.

Присадочный материал не погружают непосредственно в сварочную ванну, а подают в дугу на 5-6 мм от ее поверхности.

Листы до 3 мм варят по отбортовке, для более толстого металла дополнительно применяют присадочный пруток. Кроме того, для снижения появления оксидов применяют предварительное покрытие места стыка флюсом из буры, борной кислоты и борного ангидрида.

Массивные заготовки варят графитом, на постоянном токе прямой полярности. Для получения точной дуги их затачивают под 30 градусов.

Пластины от 5 мм соединяют с предварительной разделкой кромок. Во избежание вытекания металла из расплава используют подкладки из графита или асбеста.

Чтобы повысить качество готового шва его проковывают за один, реже за два раза. При этом, толстые заготовки предварительно нагревают до 600-800ºС, а по завершению проковки быстро охлаждают.

Угольным или графитовым электродом можно быстро и удобно заварить кончик скрутки медных проводов, просто оплавив его. Обеспеченный таким образом контакт превосходит по надежности пайку.[/stexbox]

Аргонодуговая

Этот тип соединения заготовок превосходит надежностью ручную сварку плавкими электродами, а также обычную дуговую. С помощью этого способа также возможна сварка стали медью в домашних условиях, что позволяет произвести ремонт большинства видов бытовой техники.

Для аргонодуговой технологии используют неплавящиеся электроды из вольфрама. Варят металл на постоянном токе прямой полярности.

Для обеспечения полного провара кромки заготовок разделывают V, либо X – образным способом, под углом до 70 градусов.

Цельность сварочной ванны обеспечивают асбестовыми либо графитовыми обечайками и подкладками.

Учитывая легкую окисляемость металла, для повышения качества присадочные прутки и проволоку применяют с наличием в составе раскисляющих добавок — олова, цинка, фосфора и т.п.).

Для работы используют присадочные прутки следующих марок:

  • МНЖКТ-5 — медно-никелевый сплав, оптимален для работы по чистой меди,
  • БрКМцЗ-1 и БрКМцЗ-2 — бронзовый сплав, используется для работы по сплавам (латунь, бронза),
  • DT-CuZn, и аналоги — для изготовления комбинаций с другими металлами, работы по меди и ее сплавам,
  • TIG CuSi3 и аналоги (напр. БАРС CuSi3) — применение по чистой меди, сплавам, работы по наплавке слоя на низколегированные стали.

Помимо аргона при сварных работах используют гелий, либо гелиево-аргоновую смесь, где второго газа содержится порядка 70%.

На автоматах или полуавтоматах под флюсом

Сварка под флюсом обеспечивает самый качественный шов по сравнению с вышеперечисленными способами.

Сварка меди полуавтоматом ведется в среде углекислого газа. Подачу флюса при этом способе осуществляют специальной присадочной проволокой.

Автоматическая сварка под слоем флюса требует стационарного дорогостоящего оборудования, поэтому при скорости и качестве используется только на предприятиях.

Технологически процесс предельно прост: будущий стык засыпают флюсовым порошком, после чего ведут процесс с подачей присадочной проволоки. При этом часть порошка расплавляется, образуя слой шлака. Излишки флюса собирают для повторного использования.

Технологический режим полуавтоматической сварки определяет сам работник, исходя из толщины заготовок, марки металла, окружающих условий, вида стыка, а также других параметров. Сюда входят:

  • диаметр электрода,
  • скорость подачи электрода,
  • скорость движения сварочной горелки,
  • объем и характеристики флюса
  • размерность импульса (при использовании импульсного тока) и т.п.

Автоматическая сварка дает возможность использования не одного, а двух и более электродов. Таким образом даже массивный шов осуществляется за один проход. Кроме того, флюсовая подушка позволяет удержать на месте расплавленный металл сварочной ванны.

Для сварки используют как неплавленые, так плавленые флюсы. Первые, их еще называют керамическими, смесь порошков различных веществ. Вторые изготавливают помолом расплава заранее смешанных добавок. Плавленые флюсы стабильнее по свойствам, поэтому для меди и ее сплавов чаще применяют их. Наиболее популярный тип А20 состоит из кремнезема, глинозема, окиси магния, фтористого натрия и раскисляющих добавок.

Стык полученный под флюсом прочностью не уступает основному металлу.

Сварка сплавов, содержащих цинк, сопровождается выделением ядовитых паров. Кроме того, сам флюс при плавлении образует вредные газообразные вещества. Наличие эффективной вентиляции либо изолирующего противогаза в подобных случаях обязательное условие.

Газовая

Помимо электрической дуги для соединения изделий из меди и ее сплавов используют газовые горелки, работающие на ацетилене и кислороде.

Подготовку металла стыка выполняют аналогично электросварке: очищают от грязи, обезжиривают, зачищают до блеска.

Горелку ведут под углом 40-50, а сварочной проволоки 30-40 градусов по отношению к плоскости свариваемых деталей. Мощность ее подбирают по специальным формулам, учитывающим высокую теплопроводность металла.

Присадки используют медные, либо соответствующего сплава. Для повышения качества при изготовлении к ней добавляют раскисляющие вещества.

Контактная

Мы рассмотрели практически все способы того, как сварить медь. Существует и еще один — контактный способ соединения металлов, однако распространения для сварки меди он не получил.

Одна из причин: шов получается не сплошным, поэтому использование для изготовления с его помощью герметичных стыков невозможно. Но главное сложно обеспечить необходимый режим.

В основном этим способом сваривают медные сплавы, в частности бронзу.

На практике распространение получил метод соединения проволоки высоковольтным разрядом. Для него в качестве дополнительного звена сварочной цепи используют мощные конденсаторы, обеспечивающие кратковременный импульс тока.

Контактно – стыковым способом соединяют бруски, трубы, различные погонажные изделия. Но и в этом случае применение ограничивается необходимостью использования сложных приспособлений, сочетающих давление с электрическим разрядом.

В завершение полезное видео о сварке меди в домашних условиях:

Угольный электрод

Угольные электроды для сварки применяются реже, чем аналоговые со стальным плавящимся стержнем. Но они в некоторых ситуациях просто незаменимы. К тому же с помощью угольного электрода можно проводить большой спектр работ: сварка, резка, плавка. Плюс им обрабатываются практически все виды современных металлов, от тугоплавких и тяжелых, до легких и пористых. Но вначале необходимо разобраться, что собой представляет угольный электрод.

Это стержень, в основе которого лежит уголь (кокс), плюс несколько добавок: в качестве связующего применяется смола, в качестве упрочняющего элемента металлический порошок. Размеры угольного электрода варьируются по диаметру от 1,5 до 25 мм, по длине от 25 до 300 мм. Процесс производства очень прост: изготовление смеси компонентов, формовка и сушка. Может возникнуть вопрос, почему такой большой разброс длины. Все дело в различных проблемах, которые решаются угольными электродами. К примеру, если свариваемые детали расположены в неудобном месте, то применение длинного стержня решает возникшую проблему.

Виды угольных электродов

Сегодня производители предлагают пять видов, которые отличаются друг от друга формой сечения.

  1. Круглые. Применение неограниченно. Диаметр стержня – 3,2-19 мм.
  2. Круглые бесконечные. Свое название получили за самый малый расход, то есть, это самые экономичные сварочные электроды этой категории. Диаметр – 8-25 мм. Обычно для проведения сварки применяется специальная машинка.
  3. Плоские. Сечение стержней прямоугольное (иногда квадратное) размером 8-25 мм. В основном используются для заделки дефектов на поверхностях стальных отливок.
  4. Полукруглые. Сечение – 10-19 мм. На сегодняшний день это самые востребованные электроды, с помощью которых можно решить любые проблемы, связанные с резкой металлических заготовок. При сварке шов получается необходимой формы. При формировании кромок им равных нет.
  5. Полые. Редко используются. Отличительная черта – с их помощью можно сформировать U -образную канавку. Диаметр стержня: 5-13 мм.

Чтобы увеличить прочностные характеристики расходников, в технологии их производства стал использоваться метод напыления на электроды медного порошка. Второй метод – электролитический. Это, когда в ванну с электролитов помещают и сам стержень, и медный порошок. Здесь под действием электрического поля медь оседает на плоскости расходника. То есть, получился подвид, который называется – электроды угольные омедненные. По типу разделения он точно такой же, как и обычные угольные электроды.

Режим сварки

Электрод угольного типа относится к категории неплавких элементов. Это и есть его основное отличие от основной категории металлических сварных стержней. Поэтому при сварке с его помощью используется только постоянный ток прямой полярности. То есть, минус присоединяется к электроду, плюс к металлической заготовке.

Получается так, что для сварки металлов с помощью угольного электрода потребуется присадочный элемент. Правда, не всегда. К примеру, по отбортовке тонких металлических заготовок или при некоторых вариантах сварки угловых стыков. Это и выгоднее, и удобнее. Необходимо добавить, что производительность сварочных работ при соединении листов толщиною 1-3 мм с использованием угольных электродов без применения присадочного материала в разы выше, чем при сварке обычными неугольными электродами.

Но тут есть один момент. При сварке две заготовки соединяются между собой путем расплавления самого металла. И такой шов очень прочным назвать нельзя. Поэтому данный вид сваривания лучше всего использовать для сборки неответственных конструкций.

Существует достаточно большая линейка присадочных материалов, которая применяется в этом виде сварки. Все будет зависеть от марки свариваемого металла. К примеру, для сварки меди лучше всего использовать бронзовый присадочный материал.

Очень важен и показатель сечения присадочной проволоки или пластины. Если оно будет большое, то есть вероятность, что сварочный шов будет не проварен, при небольшом сечении может произойти пережог. Поэтому выбор сечение производится в соответствии с толщиною соединяемых заготовок. Вот некоторые соотношения:

Толщина свариваемых заготовок, ммДиаметр присадочного прутка, мм
1,51,5
1,5-2,52
2,5-43
4-85
8-158
Больше 1510

Конечно, качество шва будет зависеть от того, какой силой тока производится сварка угольным стержнем. Зависимость в нижней таблице.

Толщина свариваемых заготовок, ммСварочный ток, А
2160-200
3210-260
4240-280
5260-300
6300-350
7300-360

Сварочный режим также зависит и от диаметра используемого электрода. Зависимость в таблице ниже.

Толщина свариваемых заготовок, ммДиаметр угольного электрода, мм
2-515
5-1018
10-1525

Особенности сварки

Существует два вида сварки.

  • Правый. Это когда электрод перемещается слева направо, а присадка за ним следом.
  • Левый. Стержень движется справа налево, а присадка перед ним.

Самое удивительное, что правая сварка угольным стержнем эффективнее в плане использования тепловой энергии в зоне сварки. При этом удобнее варить детали большой толщины. Да и скорость процесса больше на 20-25%. Но на практике чаще всего применяется именно левая технология.

И другие особенности.

  • Электрическая дуга очень чувствительна к различным внешним воздействиям: к ветру, к потокам разных газов, к магнитному влиянию и так далее. Поэтому сварку угольными электродами нужно проводить в закрытых помещениях.
  • КПД этого вида сварки ниже, чем у процессов, где используются металлические плавящиеся электроды.
  • Плавку угольными стержнями провести невозможно, потому что температура плавления и температура их кипения практически одинаковы: Тпл=3800С, Ткип=4200С.

Использование угольных электродов для сварки медных проводов – один из основных вариантов применения. Особенно ими производится соединение электрических медных шин в трансформаторных подстанциях. Как показала практика, другие способы малоэффективны. В домашних же мастерских угольные электроды используются в основном для резки металлов. То есть, это происходит чаще, чем сваривание. Все дело в условии и возможностях мастерской.

Читать еще:  Электроды для пайки нержавейки
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector