25.11.2019

Как приварить тонкий металл к толстому

Качественная сварка толстого металла

Сварка толстого металла основана на методе многослойного шва, при котором элементы должны накладываться на кромки стыков с применением особых технологических процессов. Существует несколько приемов для осуществления сварки металла с толстыми стенками, где предусматривается технологическая подготовка кромок и некоторые тонкости при соединении изделий со стенкой от 20 мм и выше.

В месте соединения двух деталей необходимо оставить зазор там, где будет проходить электрод.

Как подготовить кромку: особенности

Перед началом сварки заготовок, какое бы сечение ни имел бы материал, кромки необходимо подготовить, тщательно подходя к этому вопросу:

первую кромку нужно сточить под U — образную форму;
под ступенчатый профиль стачивается другая кромка.

Предварительная подготовка перед сваркой толстого металла необходима, так как без нее соединение невозможно.

В верхней части стыкуемых деталей, в месте введения электрода, необходим зазор в 1-1.5 см и больше, а внутри плоскости его не должно быть.

Сварка толстостенного металла

При сварке металла с толстыми стенками существует несколько технологий:

последовательное наложение шва горкой;
наложение в виде каскада;
последовательная или параллельная накладка блоками.

Метод сварки «горкой»

Схема сварки тонкого металла с толстым.

Первоначальный шов накладывается на зазор между деталями, используя для работы электрод сечением 5 мм. Накладываемый элемент должен составлять 1/3 толщины металла, который подвергается обработке.

После снятия окалин и брызг на первостепенный элемент накладывают второй. Размер общей высоты обоих швов будет равен 2/3 толщины.

Следуя первым двум принципам, создавая «горку», накладывается и третий слой. В этом случае толщина наваренного компонента такая же, как и сечение металла.

Накладывая четвертый элемент, выравнивается пространство, которое образовалось между кромкой и горкой.

Метод сварки «каскадом»: нюансы

Применяя этот метод, наложенный шов будет иметь несколько другой вид:

Варианты сварных соединений.

перед тем как начать основной стык, накладывают корневой шов длиной около 20 см;
следующий стык, имеющий длину в 40 см, как бы наползает на первый, при этом 20 см будут являться корневыми для третьего шва, а остальные 20 будут наползать на первый;
20 см третьего шва также будут корневыми, 20 лягут на корневой шов второго, и оставшиеся 20 будут располагаться сверху первого и второго шва;
третий закрывается четвертым, который имеет такую же длину в 60 см и переходит на корневой участок второго шва.

Если при каскадной сварке использовать полуавтомат, то качество получается намного лучше, чем при ручном методе.

Использование сварки «блоками»

Если нет возможности использовать сварочный аппарат с полуавтоматом, то метод каскадной сварки легко изменить на блочный метод накладки швов.

При использовании блочного варианта сварка металла выглядит так:

сварка металла начинается с корневого шва;
поверх корневого шва наваривается следующий, который является промежуточным. Длина его составляет расстояние меньше, чем у первого шва.
сверху промежуточного шва укладывается последующий, который выходит на поверхность толстого металла, длина его практически равна длине корневого шва.

Дуговая сварка соединений

Схема дуговой сварки.

Также сварка толстых металлических изделий может производиться дуговым методом. Возникновение дуги происходит от прикасания электрода к свариваемому месту. Здесь нужны опыт и практика, так как если промедлить с отрывом электрода от металла, то его конец «примерзнет», из-за того, что он под воздействием сильной подачи тока имеет способность расплавляться.

Во время возникновения дуги мастеру необходимо постоянно держать нужную длину дуги, также нельзя допустить обрыва дуги, и по мере плавки электрода его нужно опускать.

Бывает так, что сварка внезапно прекращается и дуга обрывается. Ее нужно зажечь снова, но уже впереди места, где произошел обрыв на неоплавленном металле, а потом только переносят на шов и заново плавят место обрыва дуги, так как там образовался кратер. Тем самым можно добиться непрерывистого сварного шва.

Чтобы заполнить шов расплавленным металлом, электрод нужно двигать вдоль шва, а чтобы обеспечить полученный шов необходимой шириной, и для плавки кромок изделия электрод двигается поперек.

Если нужно наплавить стык в виде валика, движения совершают вдоль, не отклоняясь от шва. При наплавке валика ширина стыка будет на 2 мм шире самого электрода. Во время работы электрод двигают вдоль шва, соблюдая равномерность и определенное напряжение тока.

Схема движения электродов.

В последнее время широко стали применять ручную скоростную сварку с применением метода опирания. Принцип этого метода в том, что толстообмазанный электрод плавится быстрее, чем обмазка, и это приводит к образованию козырька из обмазки.

После образования козырька электрод упирают на свариваемое место и без колебаний ведут его по всему шву, что в результате дает прекрасный шов. Таким способом совершается более глубокая проварка, в отличие от обыкновенного наложения шва, что дает более высокую производительность.

Преимущества и недостатки дуговой сварки

Плюсы ручной дуговой сварки, которая производится электродом при температуре до 60000°С и концентрированном нагреве, в отличие от газовой и водородной сварки, в том, что у нее большая скорость, маленькая температурная зона, небольшая деформация.

К недостаткам относят:

невозможна регулировка глубины проплавки металла, нет возможности контролировать скорость расплавки электрода, что приводит к ухудшению качества стыка при сварке тонких металлов;
затрачивается много времени на обучение квалифицированных сварщиков (около 2-х лет);
образование шлаков с тыльной стороны стыка при использовании односторонней сварки.

Правильная сварка угловых стыков

При проведении сварочных работ бывает, что свариваемые изделия из толстого металла расположены под углом. Когда сваривают изделия, расположенные под углом, расплавленный металл стекает.

Чтобы такого не происходило, сварку в нижнем расположении рекомендовано совершать в «лодочку», а свариваемый материал располагают в таком положении, чтобы шлаки не стекали перед дугой, но нужно учесть то, что не всегда представляется доступной установка детали в нужном расположении.

Если нижнюю плоскость при угловой сварке располагать горизонтально, то может произойти непровар вершины угла или кромки. Если начать сварку с вертикального расположенного листа, то не проварится нижний лист. Из-за того, что расплав стечет вниз, поверхность нижнего листа будет как следует не прогрета. По этим причинам сварка этих стыков начинается с зажигания дуги на плоскости расположенной снизу.

Угол расположения электрода должен иметь по отношению к плоскости листа 45°, нужно немного наклонять его при сварке к одной и другой стороне переменно.

Соединение углов не в «лодочку» производят однослойным швом до 8 мм, а при толщине стыка большей величины накладывают от двух слоев и больше.

При выполнении углового шва, состоящего из многих слоев, сперва накладывают валик, сечением около 4 мм, который обеспечит глубокий провар корня. Учитывая поперечное сечение шва, нужно определиться с числом проходов. Эта величина составляется по отдельности для каждого слоя и равна 30-40 мм квадратных.

Читать еще: Разновидности сверл по металлу

Как варить тонкий металл

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.

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:

Толщина металла, мм	Сила тока, А	Диаметр электрода, мм
0.5	10	1
1	25-35	1.6
1.5	45-55	2
2	65	2
2.5	75	3

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.

При соединении в стык разделка кромок не выполняется. Потребности в зазоре тоже нет. Необходимо максимально плотно свести торцы деталей и выполнить прихватки. Невысокая сила тока и тонкие электроды значительно облегчаю работу. Далее варить можно несколькими способами:

Выставить малый ток и быстро вести шов без колебательных движений, строго по линии соединения.
Приподнять силу тока немного выше, но вести шов прерывистой дугой, давая металлу время остыть, перед очередной «порцией» присадки.
Варить вышеописанными способами, но с использованием специальной подложки, для поддержания разогретого участка и избежания проваливания. Металлический стол здесь не подойдет, поскольку изделие может частично привариться к нему. Хорошей альтернативой будет графитовая подкладка.
Для предотвращения сильной деформации накладывать швы в шахматном порядке, либо небольшими участками (по 100 мм). При последнем методе заканчивать следующий шов необходимо на месте начала предыдущего. Это позволит равномерно нагреть изделие по всей длине, и минимизировать деформацию.

Сварка ведется короткой дугой, что позволяет быстро сформировать шов и избежать перегрева участка. Увеличение дистанции между концом электрода и поверхностью, визуально не дает прожечь пластины, но не содействует образованию сварочного валика. Электрод держится на себя под углом 45 градусов, или под наклоном в сторону. Прямого угла следует избегать, т. к. это ведет к прожогам.

Альтернативные методы

Кроме инверторов, хорошо подойдет и полуавтоматический способ сварки, особенно при работе с корпусами автомобилей. Преимущество заключается в отсутствии необходимости менять электрод, т. к. проволока подается постоянно. Это значительно ускоряет весь процесс при объемных проектах. Расстояние между изделием и грелкой легче контролировать, поскольку нет сгораемой части электрода. Начинающим сварщикам легче освоить этот метод.

Сварка полуавтоматом позволяет работать с еще более тонкими листами стали ввиду использования проволоки 0,8 мм. Но подобное оборудование не всегда доступно в быту, поэтому инверторный способ остается востребованным. После рассмотрения данных советов становится понятно как правильно варить тонкий металл. Дополнительные видео о работе с инвертором и полуавтоматом помогут закрепить знания и приступить к практике.

Читать еще: Перекрытие по металлическим балкам пирог

Техника сварки тонкого металла инвертором

Сварка электродом тонкого металла позволяет собирать легкие конструкции с большим запасом прочности. Также таким способом можно восстанавливать автомобили и чинить многие другие тонкостенные изделия. Однако, такой процесс довольно сложен, очень непросто сделать качественный сварной шов при отсутствии опыта.

В этом материале мы разберем все нюансы сварочных работ по тонколистовому металлу, какие бывают проблемы и способы их избежать.

Проблемы сварки тонкостенных изделий

Основные проблемы, которые возникают в процессе сварки электродами тонкого металла, схожи с обычным браком при некачественном соединении.

Прожигание заготовки.
Прилипание электрода.
Не проваренный шов.
Деформация материала.

Прожигание — наиболее частое явление в работе с тонкостенными конструкциями. Это следствие неправильно выбранной силы тока. Именно избыток мощности способствует быстрому расплавлению металла и образованию отверстий.

Прилипание электрода возникает в двух случаях: при малой силе тока и близкому подношению кончика расходника к поверхности металла. Эти два негативных фактора способствуют образованию неравномерного соединения и, как следствие, падает качество сварки.

Не проваренный шов — это частая ошибка, допускаемая новичками в сварочном деле. Боясь прожечь металл, кончик электрода удаляется на большое расстояние и расплав попросту растекается по поверхности. В итоге, во время зачистки оказывается, что шов неравномерный и есть не соединенные участки.

Деформации также довольно частое явление при сваривании тонколистового металла. Это следствие воздействия высоких температур.

Как же осуществляется сварка тонкого металла и какие существуют пути решения проблемы брака?

Выбор режимов и электродов

Лучше всего для сварки тонкостенных конструкций воспользоваться инвертором. Такие аппараты имеют более тонкую настройку в отличие от трансформаторных аналогов.

Сила тока, которую используют в таких работах, напрямую зависит от толщины деталей и диаметра электрода.

Тонким металлом принято считать заготовки толщиной до 5 миллиметров. Однако проблемы со сваркой возникают с деталями до 3 мм. В таблице можно посмотреть приблизительное соответствие выбранной мощности к материалу и диаметру электрода.

Это приблизительные данные, более точную настройку аппарата можно определить опытным путем, попробовав варить металл.

Используя тонкие виды электродов, нужно учитывать, что скорость плавления у них более высокая, а значит нужно быстрее вести шов.

Главные требования к выбору расходников такие же, как и при сварке стандартных конструкций. Обмазка и состав электрода должны соответствовать свариваемому металлу.

Правильная технология

Технологически сварка тонкого металла практически не отличается от процесса соединения более толстых конструкций. Всю работу можно условно разделить на три этапа:

Подготовка деталей.
Сварочный процесс.
Зачистка швов.

Основные отличия в некоторых нюансах, позволяющих качественно варить листовой металл и оцинковку.

Подготовка

Вся подготовка начинается с очистки поверхности материала от загрязнений. Важно более тщательно зачистить место, где будет установлен держатель массы аппарата.

Оцинкованный листовой металл в месте будущей сварки можно очистить болгаркой от защитного покрытия. Но можно варить и прямо по нему, цинковый слой сгорит в процессе работы.

Сварка

Алгоритм сварки по тонкому металлу следующий.

Электрод на конце можно очистить от обмазки на длину около 5 мм, это поспособствует быстрому поджогу дуги.
По всей длине будущего шва нужно сделать точечные прихватки материала (чтобы избежать дальнейшей деформации). Для этого делают краткосрочный поджог и приваривают края металла в виде точки или на длину в 10 мм.
Зажигается дуга просто — это делают двумя способами. Либо постукиванием кончиком электрода по металлу, либо чирканьем. Длина дуги оптимальна в пределах 2-3 миллиметра. Обычно расстояние электрода от металла нужно выдерживать в пределах диаметра расходника!
После этого образовывают ванну из расплавленного металла и начинают вести шов. В процессе работы сварочная ванна должна иметь вытянутую овальную форму. Это свидетельствует о получении качественного шва.
Чтобы избежать прилипания электрода не стоит его «утыкать» в поверхность.

Очень удобно в этом плане для начинающих сварщиков пользоваться инвертором с дополнительными функциями антиприлипания и форсирования дуги. При слишком близком приближении электрода к металлу он сбрасывает напряжение. В этом случае не происходит замыкания и электрод не прилипнет. При большом растяжении дуги инвертор дает дополнительное напряжение и сварочный процесс не прерывается.

Шов ведут, располагая держатель с электродом под углом в 60 градусов. Лучше всего выбирать положение, приближенное к прямому углу, но с сохранением обзора сварочной ванны и самого шва. При слишком остром угле получается выпуклое соединение. Это значит, что шов всплывает и не сваривает металл.
Электрод можно вести слева направо, или на себя, вертикальные соединения делают снизу вверх. При этом во время сварки нужно делать поперечные движения зигзагами (елочкой).
Также нужно контролировать скорость движения. Она должна быть поступательной и одинаковой.

После окончания работы нужно сбить шлак и осмотреть соединение на наличие непровара и прожогов на металлической поверхности.

Приемы сварки тонкостенных конструкций

Чтобы избежать негативных последствий в процессе сваривания, можно использовать некоторые подходящие методики.

Внахлест. Если позволяет конструкция, листы можно расположить один на другой. В этом случае главное — не прожечь поверхность, располагающуюся снизу.

Точечное соединение. Технологически такой шов выполняется в виде местечковых прихваток. Дугу поджигают, проваривают металл в нужном месте и гасят. И далее, на всем протяжении соединения с шагом в 3 диаметра электрода, все повторяют.

По электроду. Если есть опасность прожечь тонкий металл, можно очистить один электрод от обмазки и уложить его вдоль будущего шва. В процессе сварки нужно хорошо проваривать эти места. Таким же образом можно заваривать прожженные дыры.

Также для сварки тонкостенных конструкций можно установить обратную полярность. Когда кабель держателя ставят на плюс, а массу на минус. Обратная полярность снижает количество тепла на кончике электрода и это поможет избежать прожогов.

Если нужно сварить массивную деталь с тонким металлом, то дугу поджигают на толстостенной заготовке и в процессе переносят сварочный шов на стык.

Для отвода излишнего тепла под тончайшие детали можно подложить медную полосу. Медь очень теплоемкий материал и позволит избежать прожигания и протекания расплавленного металла.

А что вы думаете по поводу такого вида работ, как сварка тонколистового металла? Если у Вас в наличии большой опыт сварных соединений из тонкого материала, поделитесь им в комментариях к этой статье.

Как варить тонкий металл

Читать еще: Металлическая роза своими руками