Если вы вес же смастерили самодельный сварочный аппарат, но опыта проведення сварочных работ у вас немного Либо таковой во­обще отсутствует, то, прежде чем начинать широкомасштабные ис­пытания, а тем более применять сварку на готовых изделиях, обяза­тельно потренируйтесь — набейте руку. Лучше это делать под руко­водством более опытного товарища. У новичка, впервые взявшего держатель с электродом, сразу вряд ли что получится. Ручная сварка довольно сложный, требующий мастерства и навыков процесс. Что­бы понять это, попробуйте взять в левую руку, если вы не левша, ка­рандаш и написать несколько строк любого текста. Боюсь, что полу­чится очень коряво. И это при том, что все мы отлично знаем, как пи­шутся буквы, миллионы раз делали это правой рукой. Но стоит взять карандаш в левую — все наше умение писать тут же улетучивается. Вот что значит навык и набитая рука. Сколько мы тренировались письму в школе?

Продолжая аналогию, можно сказать, что варить сложнее, чем пи­сать. Пишем мы на бумаге, на ровной плоскости опираемся рукой и кончиком пишущего инструмента о достаточно жесткую поверх­ность. Таким образом, при письме все движения происходят в плоско­сти, в двухмерном пространстве. При сварке же работать электродом приходится в трехмерном пространстве. Найти точку опоры, на кото­рую можно было бы опереться рукой, здесь уже не получится. Кроме постоянных поперечных движений вдоль плоскости свариваемых по­верхностей требуется еще и точное удержание длины дуги в пределах 0,5...1,1 диаметра электрода — вот вам пространственное положение электрода. Кончик электрода довольно быстро плавится, и его длина постоянно уменьшается — тоже нужно учитывать при работе рукой. Добавьте сюда тяжелый держатель, отяжеленный жестким грубым проводом, и вы поймете, насколько сварка отличается от письма.

При ручной электросварке нужно уметь не только искусно опе - рировать держателем с электродом. Когда мы пишем, то видим при естественном освещении, что пишем. При „сварке же дело обстоит несколько иначе. В момент зажигания дуга смотреть на место каса­ния электрода нельзя — ослепните от первой же вспышки. Смотреть через сварочное стекло до зажигания дуга бесполезно —• при днев­ном свете через темное стекло ничего не видно. Вот и приходится за­жигать дугу почти вслепую, лишь предварительно целясь в нужное местом Да и после зажигания сварочной дуги видимость через стекло нельзя назвать идеальной. Кое-что с зеленоватым оттенком видно лишь в пределах нескольких сантиметров в области горения дуги.

Сама форма изделия при этом не обозревается, приходится больше надеяться на зрительную память да свое воображение.

Итак, сварка начинается с зажигания дуги. Существует два спо­соба зажигания — так называемым прямым отрывом и отрывом по кривой. Проще говоря, прямым постукиванием кончика электрода об изделие или же чирканьем кончика, как спичкой. Опытные сварщики с успехом используют оба способа поджига дуги. Для новичков же это основная проблема. При зажигании постукиванием достигается более высокая точность, так как кончиком электрода можно попа­дать практически в одну и ту же точку. Стоит ли повторять, что де­лать это приходится практически вслепую. При легком касании мик­ровыступов стального стержня электрода о металл изделия в том месте происходит электрический пробой, начинает идти ток. В мо­мент отрыва возникает искра, которая может перерасти в дугу. Если электродом ударить сильно или оторвать не вовремя, то в результате короткого замыкания и прохождения большого тока в месте касания металл мгновенно раскалится и кончик приварится к изделию — «прилипнет», оторвать его уже будет сложно. С другой стороны, при недостаточно сильном ударе не произойдет достаточного контакта изделия с защищенным покрытием электрода, поэтому зажигание будет невозможно. При резком же отрыве кончика электрода искра тут же погаснет — из-за превышения дугового промежутка. Зажига­ние чирканьем менее точно, но оно проще. Здесь электроды обычно не липнут к металлу, так как нет прямого нажима на них.

Холодным электродом практически никогда не удается зажечь дугу фазу. При любом способе зажигания приходится сначала неко­торое время постукивать иди чиркать кончиком, пока он не нагреется и из высекаемых искр не загорится дуга. При горячем электроде за­жигание возможно с первого раза. Здесь сказывается меньшая энер­гия выхода электронов с горячего металла и лучшая ионизация дуго­вого промежутка при раскаленном покрытии электрода. Поэтому имеет смысл сначала нагреть кончик, особенно при проведении от­ветственных работ, требующих высокой точности позиционирова­ния. Сделать это очень просто, достаточно интенсивно потереть кон­чиком электрода, высекая из него массу искр. Для этих целей подой­дет любой ненужный кусок металла, тоже подключенный в сварочную цепь. То же самое нужно делать, если с конца электрода обсыпалась обмазка. При обсыпавшейся обмазке зажечь дугу все равно не удастся. Металлический кончик нужно будет аккуратно оп­лавить в процессе чирканья до самого покрытия электрода.

Сразу же после зажигания дуги начинается плавление основного и электродного металлов. Сварщик должен поддерживать горение дуги так, чтобы ее длина была постоянной. Нужно подавать электрод в дугу со скоростью, равной скорости плавления электрода. От ста­бильности горения дуги зависит качество сварного шва. При слиш­ком короткой дуге наибольшая глубина проплавления, но и увеличи­вается вероятность прожига металла изделия, если оно достаточно тонкое. В случае длинной дуги снижается устойчивость ее горения, уменьшается проплавление основного металла. При слишком же увеличенной дуге расплавленный электродный металл может вооб­ще не ложиться на шов, большей частью разбрызгиваясь в воздухе.

Наклон электрода при сварке зависит от положения сварки в про­странстве, толщины и состава свариваемого металла, диаметра элек­трода, вида и толщины покрытия электрода. Обычно дуга сохраняет направление оси электрода. При сварке в нижнем положении на гори­зонтальной плоскости оптимальным считается угол наклона электро­да, равный 15° от вертикали в сторону ведения шва, хотя наклон мо­жет быть й большим. Так, при наклоне порядка 45° и больше легче удерживать длину дуги, так как при большом угле наклона кончик электрода при касании об изделие опирается не на металл, а на по­крытие, чем обеспечивается достаточный зазор между основным ме­таллом для горения дуги и Исключается короткое замыкание. Вообще же угол наклона не столь принципиален. При ведении швов, особен­но угловых, при корявой форме изделия или же в труднодоступных местах, угол электрода выбирается произвольно, по возможности доступа к точке сваривания.

Для получения Валика шва нужной ширины и надежного свари­вания стыка применяют колебательные движения электрода. Если перемещать электрод Только вдоль оси шва, без поперечных колеба­тельных движений, то ширина валика определяется лйшь силой сва­рочного тока и скоростью сварки и составляет 0,8... 1,5 диаметра электрода. Такие узкие валики применяются при сварке тонких лис­тов с хорошо подготовленной поверхностью, при наіюжении корне­вого слоя при многослойном шве И Т. Д.

В быту обычно приходится накладывать широкие швы. Чаще все­го применяют швы шириной от 1,5 до 4 диаметров электрода, полу­чаемые с помощью поперечных колебательных движений кончика электрода (рис. 4.1). Движения (а—г) применяются при обычных швах, требующих умеренного прогрева металла. Наибольший же про­грев металла происходит при петлеобразных движениях электрода.

В крице шва не рекрмендуется сразу обрывать дугу, так как в этом случае на поверхности металла остается кратер. Кратер может вызывать появление трещин в шве. При сварке низкоуглеродистой стали кратер заполняют электродным металлом или выводят его в сторону на основной металл - Лучшим способом окончания щва счи­тается заполнение кратера металлом за счет поступательного движе­ния электрода и медленного увеличения дуги до ее обрыва.

При наложении швов важно правильно выбрать режим сварки. Выбор режима ручной сварки обычно сводится к определению диа­метра электрода для конкретных условий сварки и изделия и силы тока для этих условий. Диаметр электрода выбирается в зависимости от толщины свариваемого металла, вида сварного соединения, типа шва и др. Силу сварочного тока обычно выбирают в зависимости от диаметра электрода. Для выбора силы тока можно пользоваться уп­рощенной зависимостью: I = Kd, где К =? 30...50, d — диаметр элек­трода. Относительно малый сварочный ток ведет к неустойчивому горению дуга, проблемам с зажиганием и неглубокому провару. Чрезмерно большой ток приведет к сильному нагреву электрода при сварке, риску прожига изделия, повышенному разбрызгиванию элек­тродного металла. При обычных условиях К принимается 35...40.

При сварке вертикальных и горизонтальных швов ток должен быть уменьшен против принятого для сварки в нижнем положении при­мерно на 5—10%, а для потолочных — на 10—15%.

Сварной шов, выполненный покрытыми электродами, особенно в нижнем положении, всегда имеет на поверхности слой шлака, обра­зующийся из обмазки электрода и частично всплывающих наверх за­грязнений с поверхности металла. Во время сварки плавящаяся об­мазка электрода растекается поверх жидкого металла, предохраняя сварочную ванну от внешнего воздействия газов воздуха, стимули­рует горение дуги. После застывания металла затвердевший шлак ос­тается в таком же положении, часто имеет почти одинаковый с ме­таллом шва цвет.

Но воздействие шлака может быть вредным. Так, при больших щелях между свариваемыми кромками, недостаточных силе тока и количестве поступающего с электрода металла, в нижнем положении сварки зазоры могут забиваться шлаком, препятствуя проникнове­нию электродного металла и провару поверхностей. При этом внеш­не, скрываясь за шлаком, шов может выглядеть вполне нормально, но на самом деле он будет дефектным.

После сварки нужно всегда удалять слой шлака с поверхности шва, проверяя качество поверхности наплавленного металла. Шлак подлежит обязательному удалению, если поверх сварного шва пой­дет второй шов. Смешивание застывшего шлака и нового наваривае­мого металла всегда дает неоднородность и отвратительное качество сварного соединения.

Обычно застывший шлак удаляется постукиванием вдоль сварно­го шва молотком, а также с помощью стальной щетки. При постукива­нии, если шов открытый и однородный, шлак, как правило, легко отле­тает с поверхности. При этом стоит беречь глаза. При остывании еще горячий слой шлака находится в напряженном состоянии. Даже при легком ударе шлак разрушается от внутреннего напряжения и его го­рячие и острые осколки с большой силой разлетаются во все стороны.

Промышленные технологии сварки предполагают непрерывное * ведение шве до его завершения по всей длине. Этот способ конечно же оправдывает себя в случае выверенного подбора электрода и си­лы тока для заданной толщины металла, при хорошо подготовленной поверхности и достаточной квалификащш сварщика. Однако в быту часто варят плохо подготовленные для сварочных работ материалы: ржавый и окрашенный металл, поверхности с рваными краями, дета­ли неоднородной формы и толщины. При таких условиях создать ка­кие-то оптимальные условия для сварки очень сложно, да и на высо­кое качество надеяться не приходится. Электроды тоже часто попа­даются какие попало, притом что у большинства бытовых сварочных трансформаторов все же нет возможности плавной подстройки тока. В этих условиях в народе уже давно выработалась своя техника свар­ки, описание которой вы вряд ли найдете в учебниках по сварочному делу. Сварка обычно ведется короткими, последовательными швами, что упрощает как технику сварки, так и позволяет обойти многие проблемы с качеством и формой поверхности. Тем не менее этот спо­соб весьма эффективен, позволяет вручную поддерживать мощность в месте сварки и температуру изделия вокруг шва, избегая, таким об­разом, перегрева и прожигания металла.

При таком подходе короткие швы последовательно ложатся под­ряд — друг за другом с небольшими перерывами во времени, — из них складывается основной шов. Суть способа заключается в перио­дических перерывах в горении дуги во время наложения сварного шва, которые делаются сварщиком намеренно. Сварщик зажигает и ведет дугу на протяжении 2...4 секунд, наплавляя металл, потом га­сит ее и примерно через такой же промежуток времени зажигает дугу с окончания только что наложенного фрагмента на несколько секунд снова, продолжая начатый шов. В дальнейшем процесс циклически повторяется до завершения сварного шва. Зачем это нужно? Если ва­рится достаточно тонкий листовой металл при повышенном токе, не выверенной скорости ведения электрода, широком и толстом шве, — та основной металл постепенно перегревается, становится пластич­ным и прогорает или течет: То же можно сказать при сварке неподго­товленных поверхностей с неровными краями и неоднородными за­зорами. Расплавленный металл из сварочной ванны потечет быстрее, чем будет завершена заварка всех щелей. Всего этого удается избе­жать, если вести шов частями. На протяжении нескольких секунд сварщик накладывает фрагмент шва, который может быть достаточ­но широким, до тех пор, пока металл сильно раскалится, потом дуга на некоторое время разрывается, давая перегретому металлу немного остыть. Далее прерванный шов продолжается такими же относнтель- но небольшими частями. Так удается избежать перегрева и прожига­ния металла изделия и сохранить относительную однородность со­единения. Формируемый таким способом сварной шов может быть достаточно широким и объемным. Получается своего рода регулиро­вание мощности сварки соотношением отрезков времени горения и угасания дуги. К этим же приемам прибегают, когда трудно удержи­вать непрерывный шов на неровной поверхности. А так появляется возможность время от времени выглядывать из-под маски и коррек­тировать направление. К тому же так можно использовать повышен­ный ток при сварке, при котором выше степень провара, а также лег­че зажигается и горит дуга.

Оставляя без комментариев споры о качестве сварного соедине­ния, полученного вышеописанным способом, я должен сказать, что такой подход получил повсеместное распространение и его исполь­зуют в своей практике профессионалы. Он проверен опытом и време­нем. Если подходить к делу правильно, то сварные швы получаются достаточно надежными. Основная проблема здесь — возможность смешивания застывающего шлака с расплавленным металлом.

При наложении сварного шва его металлическая основа всегда покрыта слоем возникающего из покрытия электрода шлака. Рас­плавленный шлак всегда легче расплавленного металла, поэтому при нормальных условиях в сварочной ванне он всплывает на поверх­ность металла, где и застывает уже после застывания металла. Таким образом, при ведении непрерывного шва смешивания металла и шла­ка не происходит. Но смешивание возможно при наложении швов частями, когда предыдущему фрагменту дают остыть. Чтобы этого не происходило, главное не перестараться со временем перерывов в горении дуги. Фокус в том, что металл обладает большей теплопро­водностью, нежели шлак, поэтому застывает быстрее. Когда метал* лическая часть шва достаточно отвердевает, шлак на поверхности еще находится в жидком состоянии он еще светится оранжевым цветом. Здесь-то » нужно не упустить момент, вновь зажигая дугу и продолжая шов, пока шлаки еще в жидком состоянии, а основной ме­талл немного остыл. Тогда еще не затвердевший шлак с предыдуще­го фрагмента шва вновь всшыветна поверхность при продолжении сварки и поступлении новой поріши жидкого металла. Смешивания металла и шлака не произойдет.

Структура сварного соединения очень сильно зависит от подго­товки свариваемых поверхностей, техники ведения сварки, однород­ности и чистоты наложенного сварного шва. Чтобы получить качест­венные соединения и точную сборку свариваемых деталей в целом, нужно хорошо понимать суть происходящих при этом процессов.