Сварка каленого металла

Сварка каленого металла

Сталь 40х является конструкционным легированным металлом, который широко используется в промышленности. Технические характеристики и состав материала определяется по ГОСТ 453-71.

углерода в ней должно быть, примерно, 0,4%, а хрома – 1%. Сварка стали 40Х является достаточно сложным процессом, так как материал относится к трудно свариваемым металлам.

Для решения данной проблемы используют специальные технологии и методы.

Сталь 40Х

Основная проблема заключается в том, что при сваривании получается большая вероятность появления трещин, раковин и прочих дефектов. Но характеристики самого металла являются весьма полезными при создании металлоконструкций, так что приходится подыскивать подходящие способы как варить сталь 40х.

Способы сварки стали 40Х

Самым качественным и распространенным способом сваривания этого сорта металла, является сварка стали 40х аргоном. Электродуговой аппарат обеспечивает достаточно высокое напряжение для плавления, а газ защищает от воздействия посторонних вещей, которые приводят к браку.

В данном случае подбирается присадочный материал той же марки, что и заготовка. Также возможно варить газом с помощью ацетилена. Это более простой, но менее надежный метод. Он может не подойти для слишком толстых слоев листов, так что может потребоваться дополнительная подготовка металла под сварку.

Наиболее простым способом, уступающим в надежности предыдущим, является обыкновенная ручная сварка специальными электродами.

Выбор способа

Для домашнего применения, когда на изделие не будет возлагаться большая ответственность, применяют самый простой способ – дуговую сварку. Ведь это самый дешевый метод, который не требует особой подготовки. Для сварки стали 40х электроды требуются специально предназначенные для этого дела. В промышленности для ответственных объектов применяют электродуговую сварку с аргоном.

Несмотря на высокую себестоимость, это один из самых надежных методов, который обеспечивает длительный срок службы конструкции. Чтобы сделать процесс более дешевым, можно использовать газовую сварку с помощью ацетилена. Результат будет очень схожим, а в плане создания потолочных и вертикальных швов еще и более удобным. Другие виды и способы сварки металла применяются достаточно редко.

Сварка стали 40Х аргоном

«Обратите внимание!

Вне зависимости от выбранного способа следует тщательно подготовить поверхность перед свариванием.»

Свариваемость стали 40Х и ее свойства

Металл плохо сваривается. Если сам процесс плавления и образования сварочной ванны происходит еще относительно нормально, так как здесь проявляется лишь повышенная вязкость, но весь ряд проблем, которые возникают на шве после окончания, зачастую приводят к его негодности для эксплуатации. Сварка стали 40хн отлично проявляет ее свойства к отпускной хрупкости.

Во время самой сварки, а также после нее могут появляться трещины и прочие дефекты, в том числе и деформации. Это возникает из-за резких перепадов температуры, которые вызваны электрической дугой, что особенно заметно, когда происходит сварка тонкого металла электродом. Также это получается при образовании напряжений, которые получаются из-за недостаточного обеспечения защиты.

Таким образом, дополнительные действия нужны как перед сваркой, так и после нее.

Сварка стали 40Х

Выбор инструмента

Критерий при выборе материала сварочной проволоки или электрода — ровно один. Их металл должен максимально соответствовать составу того, который идет в заготовках. Следует только обращать внимание на толщину, чтобы она соответствовала толщине деталей, так как глубина приваривания должен быть максимальной из-за сложностей в податливости данной марки стали.

Более важным параметром является защита. Сварка стали 40х полуавтоматом должна поддерживаться средой защитного газа, а при ручной – на электродах должно быть покрытие, рассчитанное на работу с этой маркой стали.

Тут подойдут электроды марки Э85, у которых имеется пониженное содержание водорода в покрытии, а также которые стойки к образованию трещин при работе со сложными металлами.

Термообработка при сварке металла

Печь для термообработки

Термическая обработка (ТО) – процесс нагрева металлических изделий до критической точки по превышению которой меняется микроструктура и характеристики металла; выдержка и последующее резкое или медленное охлаждение.

Часто задают вопрос, можно ли варить термообработанную сталь? Термообработка не влияет на свариваемость. Можно варить как закаленную, так и «сырую» сталь, либо отоженную сталь.

ТО допускается до, во время и после проведения сварочных работ.

Часто используемые виды термообработки для стали

Отжиг – снимает напряжения, улучшает пластичность, формирует мелкое зерно. Температура (650±10) оС. Время выдержки рассчитывается в зависимости от максимальной толщины детали и усредненно составляет 2,5 мин. На 1 мм толщины. При отжиге детали всегда охлаждаются вместе с печью.

При полном отжиге детали нагревают до 800-900 оС. Происходит рекристаллизация и упрочнение сварного шва. Время выдержки и условия охлаждения, как и в предыдущем случае.Данные приведенные здесь являются ознакомительными, точные данные можно почерпнуть из справочника.

Нормализация – процесс очень похожий на отжиг, с одним только отличием – охлаждение делают на воздухе (самоотпуск).

Отдых проводится на низких температурах 200 … 300 оС в течении 2…3 ч. Такая процедура понижает содержание диффузионного водорода и снижает величину внутреннего напряжения.
Все виды ТО проводят в печах с нагревом электросопротивлением в воздушной атмосфере.

Термообработка алюминия

Предварительный подогрев алюминия необходим в следствии его высокой теплопроводности. Образование нормальной сварочной ванны и формирование сварного шва будет затруднено из-за недостатка температуры, которую постоянно «отнимает» тело алюминиевого сплава.

Если речь идет о деталях небольших размеров, отсутствие подогрева не будет катастрофичным, но когда имеешь дело, например, с подваркой дефектов крупного литейного корпуса, тогда трудности станут очевидны даже человеку, не посвященному в тонкости сварочного искусства.

Подогревать можно как все изделие целиком, так и выполнять местный (локальный подогрев) подвариваемого места ацетилено-кислородными, пропановыми и другими горелками. Так же, возможен подогрев непосредственно во время выполнения сварочной операции при условии, что это осуществимо технически.

Предварительный подогрев применяется так же для некоторых видов сталей, склонных к трещинообразованию (например, 30ХГСА).

Послесварочная термообработка для алюминия представляет собой закалку + старение. Правда подобная ТО чревата большими короблениями.

В таком случае придется обойтись совсем без ТО, либо применить полумеры: нагрев до температуры старения и выдержка в течение определенного времени (режим подбирается исходя из марки алюминиевого сплава).

На что влияет подобная мера вопрос спорный, но это лучше, чем вообще ничего не предпринимать.

Если после сварки нужно повысить пластичность и снизить твердость, целесообразно выполнить неполный или полный отжиг

Сварка тонколистового металла полуавтоматом

Стандартные аппараты для работы с тонколистовыми металлами можно использовать не всегда. Они могут прожигать заготовки и не обеспечивать требуемое качество сварных швов. В этом случае требуется другая технология, позволяющая выполнять аналогичные работы с минимальным тепловложением.

Почему ограничивается применение классической сварки короткой дугой малой мощности

В стандартных полуавтоматах для сварки тонколистового металла используются низкие значения напряжения и сварочного тока. При этом процесс перехода электродного материала в шов происходит с определенной цикличностью, как это изображено на рисунке ниже.

Изменение параметров сварочной дуги

Происходит чередование фаз горения дуги и коротких замыканий. Процесс выглядит следующим образом:

• 1. После зажигания дуги на конце электрода формируется капля расплавленного металла.
• 2. При короткой дуге она через короткий промежуток времени вступает в контакт с металлом, находящимся в сварочной ванне.
• 3. Электрическая дуга гаснет.
• 4. Под действием силы поверхностного натяжения капля отрывается от электрода и втягивается в сварочную ванну.
• 5. Электрическая дуга вновь зажигается.

Сила сварочного тока и напряжение также меняются:

• 1. В момент, когда капля на конце электрода вступает в контакт с металлом в сварочной ванне, возникает короткое замыкание. Сопротивление в образовавшейся цепи резко падает, а с ним скачкообразно уменьшается напряжение и начинает расти сила тока.
• 2. Перед отрывом капли металла от электрода сопротивление, а с ним и напряжение, начинают быстро расти. Сварочный ток при этом падает сравнительно медленно по причине индуктивности цепи источника питания.
• 3. Зажигание дуги выполняется после отрыва капли с конца электрода при высоком напряжении. Из-за этого часть жидкого металла разорвавшейся перемычки испаряется взрывообразно, не успев попасть в сварочную ванну. Это и есть причина образования брызг. Предотвратить этот процесс можно только противодействуя росту тока.

Сварка короткой дугой – отличный инструмент для работы с тонколистовыми металлами, но она не позволяет получать качественные швы при соединении деталей из материалов, чувствительных к теплу (оцинкованная или высокопрочная сталь). В первом случае из-за температурного воздействия возможно испарение защитного цинкового покрытия, во втором – потеря сталью своих прочностных качеств.

Сварка каленого металла — Станки, сварка, металлообработка

Правильная технология сварки металлов является неотъемлемым требованием в процессе работы с железными конструкциями. Опытные профессионалы способны сделать разнообразные узоры, декоративные детали и сложные металлические изделия.

Для работы с электросварочным аппаратом, необходимо иметь определенный опыт и практические знания как правильно сварить металл. Это позволяет продлить эксплуатационный срок железному изделию.

В повседневной жизни, этот прибор помогает правильно соединить трубопровод, различный профиль или мелкие детали. В нашем материале представлена подробная инструкция как сварить металл электросваркой.

Основы электросварочных работ

Электросварка представляет собой электрический прибор, который путем воздействия высокой температуры и специальных электродов, помогает соединить металлические детали между собой.

Расплавить электроды удается при помощи электродуги. Она образуется между поверхностью и соединительным элементом в процессе подачи постоянного тока высокой мощности.

Устройство современного электросварочного аппарата включает в себя:

• инвектор;
• трансформаторную установку;
• специальный трехжильный кабель;
• держатель для электрода.

Инвектор предназначен для регулирования подачи постоянного тока. В ходе работы он начинает преобразовываться в постоянный. Трансформаторная установка отвечает за необходимую мощность сварочного тока.

Помимо этого, она позволяет регулировать силу электротока в зависимости от разновидности металла, электрода и толщины заготовки. Мощность варьируется от 30 А до 410 А.

Электрод — это металлическая заготовка выполненная из железной микрокрошки с комплексом минеральных соединений. Самым распространённым диаметром считается 3 – 6 мм. Поверхность изделия покрывают специальным раствором – обмазкой.

Длина электрода достигает от 300 до 550 мм. В процессе работы обмазка начинает обгорать и выполнять роль инертного материала, который обеспечивает лучшее крепление свариваемых металлов.

В составе обмазочной оболочки присутствуют:

• никель;
• марганец;
• мелкая стружка железа;
• глинозем;
• магнезия;
• известняк.

Все эти компоненты легко воспламеняемы. Продукты горения образуют прочный железный сплав, который способен соединить любую толщину свариваемого металла.

Процесс электросварки

Многие начинающие сварщика задаются вопросом: « Как сварить тонкий металл?». Перед тем как приступить к рабочему процессу, необходимо подготовить соответствующие инструменты и материалы:

• электросварочный аппарат;
• комплект электродов. Для сваривания тонких металлов используют диаметр 4 мм. В ходе работы, важно рассчитать правильную мощность переменного тока. Если она будет слишком высокой, то на поверхности железного листа могут появиться дыры и микротрещины;
• молоток;
• защитный щит;
• болгарка;
• наждачная бумага с жесткой фактурой;
• шаблон изделия;
• специальные шурупы.

Последовательность сварочного процесса происходит следующим образом. В качестве подробного примера обратите внимание на фото, которое показывает как сварить металл:

На специальный держатель устанавливается необходимый электрод. Далее подключают положительный полюс и постепенно подают электрическую энергию.

После этого в зазорах между электродом и металлической заготовкой начинает формироваться электрическая дуга. Она способна расплавить любую железную поверхность при этом постепенно формируя прочный металлический шов. Далее начинают соединять детали друг с другом.

В процессе сгорания обмазки появляется газовое облако. Оно позволяет защитить жидкое железо от прямого взаимодействия с кислородом.

Когда закончится химическая реакция, на поверхности шва появится пропитка из окисленных металлов. Она в дальнейшем помогает защитить его от воздействия климатических условий.

По мере остывания места соединения, наблюдается кристаллизация металла. Она обеспечивает прочное соединения заготовок между собой.

Разновидность сварочного шва

Опытные электросварщики выделяю три разновидности сварочного шва. Каждый из них имеет свои характерные особенности и отличия. К ним относятся:

Ниточный. Его выполняют в продольном направлении. Ширина такого шва составляет от 2 до 4 мм. Эту разновидность соединения применяют при черновых работах для кратковременного соединения заготовок;

Тройной. Его применяют для соединения трубопровода и сложных металлических конструкций. Он обеспечивает надежно сцепление железных деталей между собой.

Фото инструкция как сварить металл

Также рекомендуем посетить:

Сварка инвертором тонкого металла

Из не толстой стали выполнено множество конструкций. Это кузова автомобилей, емкости под жидкости, и трубки небольшого диаметра.

На предприятиях сварка тонких листов металла осуществляется специальными аппаратами, обеспечивающими оптимальное соединение.

Но как сварить подобные материалы в быту? Какие электроды подойдут? На каких режимах аппарата вести шов? Сварка инвертором тонкого металла будет успешной, если знать ответы на эти вопросы, а также посмотреть соответствующее видео.

Особенности работы с листовым железом

Не все сварщики умеют сваривать листы стали толщиной 1-1.5 мм. Это требует определенных знаний и навыков. Но если проявлять упорство и практиковаться, а также изучать видео о том, как варить тонкий металл инвертором, то можно достичь значительных успехов.

Сварка тонкого металла осложняется следующими факторами:

• Прожоги. Поскольку свариваемый материал довольно тонкий, в нем часто случаются сквозные дыры. Это наиболее распространенная ошибка начинающих сварщиков. Причиной служит неправильно выбранная сила тока и медленное ведение шва.
• Непровары. Желая избежать первого дефекта, сварщики слишком спешат при прохождении стыка, и остаются не проваренные места. Это портит герметичность соединения, и делает непригодным изделие под работу с жидкостями. На излом и разрыв сопротивление тоже маленькое. В решении ситуации помогают правильные настройки инвертора и выбор электродов.
• Наплывы с обратной стороны. Сварка тонколистового металла сопровождается еще одной распространенной проблемой — выступающими валиками с обратной стороны поверхности. С лицевой части изделие имеет ровный шов, без пор и непроваров, но расплавленный металл сварочной ванны, под действием силы тяжести, продавливает участок шва на другую сторону. Ситуация решается специальными подложками или уменьшением силы тока, и изменением техники наложения шва.
• Деформация конструкции. Листовая сталь быстро перегревается, что ведет к расширению межмолекулярной составляющей. Конструкция начинает вытягиваться в зоне нагрева. Поскольку края изделия остаются холодными, поверхность покрывается волнами или общим изгибом. На не ответственных изделиях возможна холодная правка формы резиновыми молотками. Но если такой возможности нет, то применяется определенное чередование наложения шва по всей длине.

Используемые электроды

Чтобы успешно справиться с подобной работой важно правильно выбрать электроды для тонкого металла. Поскольку сварка ведется на пониженных токах, применение электродов диаметром 4 и 5 мм будет «душить» электрическую дугу, не давая ей нормально гореть.

https://www.youtube.com/watch?v=0vueOUKzTe4

Оптимальным вариантом для соединения тонких металлов являются электроды диаметром 2-3 мм. Дуговая сварка пройдет успешно, если предварительно прокалить расходные материалы при температуре 170 градусов. Это позволит покрытию плавиться равномерно, не мешая манипулированию дугой и формированию шва.

Электроды для сварки тонкого металла должны иметь качественное покрытие. Технология работы с листовой сталью подразумевает прерывистую дугу, для чего электрод кратковременно отрывается от сварочной ванны. Если обмазка будет тугоплавкой, то результатом станет образование своеобразного «козырька» на конце электрода, мешающего контакту с поверхностью и возобновлению дуги.

Режимы аппарата и параметры сварки

Опытные сварщики знают как варить тонкий металл, благодаря опробованию разнообразных настроек аппарата. В результате были выведены оптимальные параметры, хорошо подходящие для этого вида работ. Вот основные настройки:

Сварочный ток важно установить ниже, чем при работе с толстыми пластинами. Это поможет избежать прожогов и подтеков. Отлично зарекомендовали себя в этой области инверторы, позволяющие варить переменным напряжением, но с высокой частотой, а также аппараты постоянного тока.

Если настройки агрегата позволяют выставлять уровень стартового напряжения, то следует этим воспользоваться и установить меньшее значение (примерно на 20%), чем рабочий ток. Это не даст пропалить участок при начале розжига дуги и поможет начинать сварку сразу в месте соединения. Если стартовый ток не регулируется, то можно запалить электрод на толстой поверхности, а затем перенести на стык.

Сварка тонкого металла подразумевает работу на малых токах. Для этого настройки инвертора должны поддерживать рабочие значения амперметра на уровне 10-30 А.

Если минимально регулируемая величина выше этих параметров, то понизить силу тока возможно дополнительным сопротивлением в цепи. Для этого используется пружина из высокоуглеродистой стали, помещаемая между изделием и кабелем массы.

Поможет и установка дополнительного балластника, понижающего ток до нужного уровня.

Если настройки аппарата поддерживают работу импульсного режима, то можно воспользоваться этим. Особенно тонкую сталь сваривают прерывистой дугой. Импульсный ток будет автоматически разрывать дугу, давая металлу остыть.

Техника сварки

Сваривание тонколистового железа требует грамотного подвода краев пластин друг к другу. Соединение в стык часто приводит к прожогам, и подходит только для опытных сварщиков.

Если есть возможность, стоит расположить пластины внахлест. Это создаст некоторое основание для наплавляемого металла, и не позволит прожечь все изделие. Электрод в этом случае направляется преимущественно на нижнюю пластину, т. к.

иное положение приведет к подрезам верхней стороны.

Высокопрочные стали и особенности их сварки

Стали с пределом прочности свыше 1500 МПа называются высокопрочными. Такой предел достигается подбором химического состава и наиболее подходящей термической обработкой. Данный уровень прочности может образовываться в среднеуглеродистых легированных сталях (40ХН2МА, 30ХГСН2А) путем использования закалки с низким отпуском (при 200…250оС).

Легирование таких сталей W, Mo, V затрудняет разупрочняющие процессы, что снижает порог хладоломкости и повышает сопротивление хрупкому разрушению.

Как варить металл, если перед вами высокопрочная сталь? Сварка высокопрочных сталей отличается использованием некоторых дополнительных технологических приемов (сварка каскадом, горкой, секциями, предварительный подогрев, применение мягкой прослойки и других).
Закаленные стали (структура)

Изотермическая закалка среднеуглеродистых легированных сталей придает им немного меньшую прочность, но большую вязкость и пластичность. Поэтому они более надежны в эксплуатации, чем низкоотпущенные и закаленные.

Низкоотпущенные и закаленные среднеуглеродистые стали с высоким уровнем прочности обладают повышенной восприимчивостью к концентраторам напряжения, склонностью к хрупкому разрушению.

Из-за этого их рекомендуют использовать для работы, связанной с плавным нагружением.

К высокопрочным сталям можно отнести так называемые рессорные (пружинные) стали. Они содержат 0,5…0,75% С и дополнительно легируются другими элементами.

Термообработка легированных рессорных сталей (закалка 850…880оС, отпуск 380…550оС) обеспечивает получение высокой прочности и текучести. Может применяться изотермическая закалка.

Сварка рессорной стали выполняется с обязательной предварительной термообработкой, с подогревом в процессе сварочных работ и дальнейшей термической обработкой.

Мартенситно-стареющие стали являются безуглеродистыми сплавами железа с никелем и дополнительно легированы молибденом, кобальтом, алюминием, хромом, титаном и другими элементами.

Эти стали имеют высокую конструкционную прочность в диапазоне температур от криогенных до 500оС и применяются в изготовлении стволов артиллерийского и стрелкового оружия, корпусов ракетных двигателей, зубчатых колес, шпинделей и так далее.

Свариваемость высокопрочных сплавов

Для изготовления тяжело нагруженных машиностроительных изделий,сосудов высокого давления и других ответственных конструкций используют среднеуглеродистые высокопрочные стали, которые после соответствующей термообработки обладают прочностью 1000…2000 МПа при достаточно высоком уровне пластичности.

Необходимый уровень прочности при сохранении высокой пластичности достигается комплексным легированием стали различными элементами, главные из которых никель, хром, молибден и другие. Эти элементы упрочняют феррит и повышают прокаливаемость стали.

Подогрев изделия при сварочных работах не снижает скорости охлаждения металла до значений, меньших критических, и способствует росту зерна, что приводит к возникновению холодных трещин и вызывает уменьшение деформационной способности.

Поэтому такие металлы сваривают без предварительного подогрева, но с применением специальных приемов сварочных работ (блоками, каскадом, короткими или средней длины участками).

Также применяют специальные устройства, которые подогревают выполненный шов и тем самым увеличивающие время пребывания его в определенном температурном интервале.

Для увеличения времени нахождения металла околошовной зоны при температуре выше точки образования мартенситной структуры накладывают так называемый отжигающий валик, границы которого находятся в пределах металла шва.

Во избежание трещин при охлаждении сварного соединения, необходимо использовать такие сварочные материалы, которые обеспечили бы получение металла шва, обладающего большой деформационной способностью. Это достигается, когда наплавленный металл и металл шва будут менее легированы, чем свариваемая сталь.

Когда производится сварка закаленной стали, то после прохождения сварочной дуги на зону сварного соединения рекомендуется подавать охладитель. Это делается для уменьшения степени разупрочнения околошовной зоны.

В качестве охладителя может служить душевая вода, сжатый воздух или паровоздушная смесь – в зависимости от состава свариваемого материала. Такое охлаждение снижает время нахождения металла в зоне высоких температур.

Технология сварочных работ по соединению высокопрочных сталей

При сварке среднелегированных глубокопрокаливающихся высокопрочных сталей нужно подбирать такие сварочные материалы, которые обеспечат получение швов с высокой деформационной способностью при минимальном количестве водорода в сварочной ванне.

Это достигается применением низколегированных сварочных электродов, которые не содержат в покрытии органические вещества и подвергнутых высокотемпературной прокалке (низководородистые электроды).

При этом нужно исключить другие источники насыщения сварочной ванны водородом в ходе сварки (ржавчина, влага и другие).

Высокая технологическая прочность получается при следующем содержании легирующих элементов в металле шва: С – не более 0,15%; Si – не более 0,5%; Ni – не более 2,5%; Mn – не более 1,5%; Cr – не более 1,5%; V – не более 0,5%; Mo – не более 1,0%.

Повышение свойств шва до нужного уровня возможно путем легирования металла шва за счет основного металла.

Необходимые прочностные характеристики металла шва достигаются легированием его элементами, которые повышают прочность, но не снижают его ударную вязкость и деформационную способность.

Для сварки среднеуглеродистых высокопрочных сталей нужно выбирать сварочные материалы, содержащие легирующих элементов меньше, чем основной металл.

Ручная дуговая сварка покрытыми электродами

Для сварки среднелегированных высокопрочных сталей используют электроды типов Э-13Х25Н18, Э-08Х21Н10Г6 и других по ГОСТ 10052-75 и ГОСТ 9467-75.

Если сталь перед сваркой подвергалась термической обработке на высокую прочность (закалка с отпуском или нормализация), а после сварки – отпуску для снятия напряжений и выравнивания механических свойств сварного соединения, то критерием определения температуры предварительного подогрева будет такая скорость охлаждения, при которой происходила бы частичная закалка околошовной зоны. При этом гарантируется отсутствие трещин в процессе сварки и до проведения дальнейшей термообработки. Для улучшения свариваемости закаленных металлов необходимы специальные электроды

В том случае когда термообработка сварного изделия не может быть сделана, например, из-за крупных габаритов, на кромки детали, подлежащие сварке, наплавляют незакаливающийся слой металла аустенитными или низкоуглеродистыми электродами.

Толщина этого слоя должна быть такой, чтобы температура стали под слоем в процессе сварки не превышала бы температуру отпуска при термообработке деталей с наплавленными кромками. Такие детали сваривают аустенитными или низкоуглеродистыми и низководородистыми электродами без подогрева и дальнейшей термообработки.

Режим сварки принимают согласно рекомендациям для аустенитных электродов.

Сварочные работы в защитных газах

Высокое качество сварных соединений из среднеуглеродистых высокопрочных сталей толщиной 3…5 мм достигается при аргонодуговой сварке неплавящимся электродом. Присадочный материал для дуговой сварки в защитных газах следует выбирать в зависимости от газа, в среде которого происходит сварка.

Первый слой выполняют без присадки с полным проваром кромок стыка, второй – с поперечными низкочастотными колебаниями электрода и механической подачи присадочной проволоки.

Возможно и выполнение третьего слоя с поперечными колебаниями электрода без присадочной проволоки на небольшом режиме для обеспечения постепенного перехода от шва к основному металлу.

Такой метод с активирующим флюсом эффективен при механизированных способах для получения равномерной глубины проплавления. Неплавящийся электрод при таком способе сварки выбирают из наиболее стойких в эксплуатации марок вольфрама.

Современная аргоновая горелка

При выполнении сварки среднелегированных высокопрочных сталей в защитных газах (в основном инертных или их смесях с активными) применяют низкоуглеродистые легированные и аустенитные высоколегированные проволоки, например, Св-08Х20Н9Г7ТТ, Св-03ХГН3МД, Св-10ХГСН2МТ, Св-10Х16Н25-АМ6, Св-08Х21Н10Г6.

Однако равнопрочности металла шва и свариваемой стали получить не удается. В данном случае можно обеспечить равнопрочность за счет эффекта контактного упрочнения мягкого металла шва.

Этот эффект может быть реализован при использовании так называемой щелевой разделки, которая представляет собой стыковые соединения с узким зазором.

Сварка под флюсом

Конструктивные элементы подготовки кромок для автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом выполняют в соответствии с ГОСТ 8713-79.

Однако в диапазоне толщин, для которого возможна сварка без разделки и со скосом кромок, последней следует отдать предпочтение.

При механизированной сварке под флюсом необходимы подготовка кромок, техника и режимы сварки, при которых доля основного металла в шве была бы минимальной. Но такая методика повышает вероятность образования в сварочных швах горячих трещин.

При использовании низколегированных проволок лучшие результаты обеспечивает применение низкокремнистых и низкомарганцовистых флюсов.

Сварку среднелегированных высокопрочных сталей аустенитной проволокой марок Св-08Х21Н10Г6 или Св-08Х20Н9Г7Т производят только под безокислительными или слабо окислительными основными флюсами.

Электрошлаковая сварка

Схема процесса сварочных работ

Данный вид сварочных работ рационально применять для соединения толстолистовых конструкций из среднелегированных высокопрочных сталей. Основные типы и конструктивные элементы сварных соединений и швов при этом должны соответствовать требованиям ГОСТ 15164-78.

Электродные проволоки при сварке плавящимся мундштуком и проволочными электродами выбирают из числа групп легированных или высоколегированных проволок по ГОСТ 2246-70.

Для предупреждения трещин в околошовной зоне при сварке жестко закрепленных элементов необходимо применять предварительный подогрев до 150…200оС.

Низкая скорость охлаждения околошовной зоны при электрошлаковой сварке приводит к длительному пребыванию ее в зоне высоких температур, вызывающих рост зерна и охрупчивание металла.

В связи с этим после электрошлаковой сварки среднелегированных высокопрочных сталей необходимо выполнить высокотемпературную термообработку сварных изделий для восстановления механических свойств до нужного уровня.

Время с момента окончания сварки до проведения термообработки должно регламентироваться.

Особенности деталей

Особый подход к работе с тонкими деталями объясняется тем, что любое непроизвольное или неосторожное движение электродом может привести к прожиганию металла в месте сварки и получению нежелательного отверстия. Но и излишняя осторожность при этом также не приветствуется, поскольку при медленном сваривании не исключена вероятность повреждения заготовки.

Данное утверждение справедливо для всего спектра приёмов, используемых при работе электросваркой, включая сплавление тонколистовых материалов посредством импульсного инвертора, полуавтоматом или же обычным (непокрытым) электродом.

Рассмотрим каждый их перечисленных методов сварки листового металла более подробно.

Сварка инвертором

При сваривании тонкого металла посредством инвертора начинающим электрикам следует придерживаться определенных правил, предполагающих учёт таких важных моментов, как:

• тщательный выбор условий и режима, в которых предполагается вести сварку тонких листов металла (учитываются толщина электрода, величина сварочного тока и особенности расположения стержня по отношению к свариваемому стыку);
• внимательное отслеживание параметров дуги и поддержание её в пределах регламентируемых показателей;
• использование подсобного инструмента для сварки, посредством которого можно будет своевременно избавляться от окалины, образующейся при сваривании любых металлических заготовок.

Для выполнения каждого из этих условий следует строго придерживаться требований методик работы с инвертором.

Особое внимание уделяется выбору сварочных стержней, толщина которых должна соответствовать данным таблицы.

Как правило, этот показатель варьируется в диапазоне от 2-х до 3-х миллиметров.

Величина рабочего тока инвертора выбирается, исходя из характера самих листовых заготовок из тонкого металла (иногда этот показатель для различных материалов указывают непосредственно на кожухе, которым закрывается сварочный аппарат).

Перед тем как приварить листовую заготовку к основанию, следует грамотно зажечь дугу, точечно прикоснувшись к стыку слегка наклонённым стержнем. При этом правильно выбранный наклон позволяет ускорить процесс и быстро начать сваривание листов.

Профессиональные сварщики выбирают угол наклона и расстояние до свариваемого стыка чисто интуитивно (последнее не должно превышать диаметра самого стержня).

Появляющаяся в процессе сваривания тонкого металла окалина удаляется с помощью специального подручного инструмента (небольшого по размерам молотка).

Работа с полуавтоматом

Сваривание тонкого листа металла полуавтоматом подпадает под ту же категорию работ, что и сварка инвертором, и так же допускает большое разнообразие образуемых соединений. При этом стальные листовые изделия могут свариваться не только встык, но и внахлёст.

Формирование соединения внахлёст начинается с того, что стыкуемые заготовки металла укладывают одна на другую с нужным по условиям сварки перекрытием. Затем, за счёт придавливания любыми подручными грузами они соединяются таким образом, чтобы их края были плотно прижаты.

В идеальном случае между тонкими листами металла должна оставаться щель не более 2-х миллиметров.

После этого согласно инструкции выставляют необходимую величину сварочного тока. При сварке внахлёст листов миллиметровой толщины ток выбирается в диапазоне 30-50 Ампер.

Сначала прихватывают листовых изделий по месту сопряжения. Прихват выполняется короткими перемычками, наносимыми прерывистыми прикасаниями электрода к контакту с быстрым его отрывом и новым касанием.

Такой порядок работы в дуговой зоне позволяет поддерживать непрерывный режим горения, при этом тонкий материал не успевает сильно остывать.

По завершении формирования перемычек листы металла окончательно соединяются сплошным швом, прерываемым лишь на уже проваренных местах. При этом сварочный электрод иногда отклоняют в низкотемпературную зону стыка, что исключает сильное коробление металла.

Нержавейка и алюминий

Алюминий и нержавейку (в том числе и в виде тонких листовых изделий) сваривают по так называемой «аргонной» технологии, реализуемой с помощью неплавящихся электродов в среде защитного газа.

При организации сварки используется специальная горелка со встроенным в неё вольфрамовым электродом, обеспечивающая подачу в зону сваривания аргона. Инертный газ используется для ограничения доступа в зону сварки кислорода из окружающей среды.

Помимо этого сваривание неплавящимися электродами с вольфрамовым покрытием исключает разбрызгивание расплавленного металла и позволяет получить ровные и качественные швы.

Необходимость варить нержавейку и тонкий алюминий нередко возникает при сборке узлов сложного производственного оборудования, эксплуатируемого в особо агрессивных средах.

При её выборе следует исходить из того, что для сварки чисто алюминиевых деталей она должна иметь строго фиксированные или откалиброванные значения.

При работе с тонкими деталями из алюминия и нержавейки также возможны два варианта соединения заготовок: встык и внахлёст. В любом случае кромки свариваемого металла сначала тщательно зачищают примерно на 30 миллиметров по обе стороны от места сопряжения. И лишь после этого переходят к самому сварочному процессу с подбором оптимального режима по току.

Сварка нержавейки и алюминия аргоном должна проводиться в режиме постоянного тока с обратной полярностью подключения подводящих проводов. Его величина определяется толщиной сопрягаемых заготовок.

Ещё один важный момент при сварке алюминия и нержавейки – это выставление требуемого зазора между свариваемыми деталями, который не должен превышать 2-х миллиметров.

Листовые заготовки различной толщины

На практике нередки ситуации, когда к толстому листу металла требуется приварить встык более тонкую деталь или заготовку. Для решения этой непростой задачи прибегают к всевозможным ухищрениям, которые чаще всего сводятся к двум вариантам.

В первом случае более толстый лист непосредственно в стыковой зоне стачивается до требуемой толщины, обеспечивая тем самым необходимое тонкое сопряжение. Однако этот способ не совсем удобен, поскольку в таких условиях очень сложно правильно выставлять горелку с электродом.

Второй из известных подходов предполагает приваривание к тонкому листу металла специального ободка, обеспечивающего простоту ведения сварочных работ. Единственным неудобством этого метода является то, что после сварки на тонком листе остаётся портящий вид нарост.

Сварка тонкого металла электродом

Как у профессионалов, так и у новичков часто возникает вопрос, как правильно осуществляется сварка тонкого металла электродом.

Вся проблема в том, что сварка жести вызывает некоторые трудности, связанные с ее толщиной (0,1-0,3 мм), из-за которой может возникать деформация в процессе работы.

Рассмотрим основные требования правила работы и технологию сварки на листовой стали и выбор самых тонких электродов для работы.

Особенности сварки тонкого металла электродом

Сварка жести с помощью проводника процесс хоть и востребованный, но достаточно сложный и требует особого подхода. Все дело в том, что одно неловкое движение проводником и металл можно испортить, то есть насквозь прожечь, так как он толщиной меньше 0,4 миллиметра. В то же время, недостаточно плотное прилегание электрода может привести к некачественному соединению свариваемого материала.

Сварка тонкого металла электродом ведется на низком токе, поэтому необходимо четко придерживаться расстояния между изделием и проводником, чтобы не утратить дугу. Одним словом, нужно долго учиться и тренироваться, как варить тонкий металл, чтобы полноценно прочувствовать весь процесс и научиться удерживать дугу.

Одной из особенностей является специальная подготовка для тонкого металла, для лучшего сцепления. То есть, детали необходимо максимально качественно очистить от масла, краски, грязи и пыли для лучшего скрепления. Следует учитывать, что не все виды швов и не каждая технология подойдет для сварки стальных листов.

Требования и технология сварки жести

Сварка тонколистового металла имеет ряд требований, которые рекомендуется выполнять для получения качественного результата:

• электроды для сварки тонкого металла следует подбирать в соответствии с толщиной рабочего изделия. При толщине детали, не более 3 мм и проводник нужно применять диаметром 3-4 миллиметра. Для этого нужен самый тонкий электрод для сварки;
• во избежание деформации деталей, необходимо выбирать соответствующую силу тока, для сварки стальных листов небольшого диаметра;
• сварка тонколистовой стали должна производиться электродами с особым покрытием, которые будут медленно плавиться, позволят легко возбудить и удержать дугу, без разбрызгивания капель металла.