|
Сварка, разновидности сварки
Сварка является определённого рода искусством. Также она является способом быстрого соединения двух кусков металла. Кроме этого, она является чистой и эффективной технологией. И если вы всё делаете самостоятельно, то газовая сварка является относительно недорогой. Для автолюбителя лучшими методами сварки в домашних условиях являются газовая и электрическая (дуговая) сварка. Если вы должны сделать выбор между двумя этими методами, то мы рекомендуем газовую сварку. Она является более универсальной. Конечно, если вы можете позволить себе дуговую сварку, то пользуйтесь ей. Если вы решили серьёзно заняться кузовными работами и планируете производить дорогостоящий ремонт, то электросварка вам потребуется для приваривания таких деталей как опоры двигателя, детали рамы и элементы из толстой стали, используемые для шасси и ходовой части. Хотя это можно сделать и с помощью газовой сварки, она всё же лучше подходит для сварки кузовных деталей из тонколистового металла.
Газовая сварка
С газовой сваркой обычно ассоциируются два типа газов: кислород и ацетилен. Ацетилен является горючим веществом, “топливом”, которое на самом деле сгорает. Кислород требуется для поддержания процесса горения ацетилена в процессе сварки или резки металла. Оборудование для газовой сварки включает в себя следующие детали: баллоны с кислородом и ацетиленом. В верхней части каждого баллона имеется регулятор давления или редуктор. К редуктору для кислорода подсоединяется шланг зелёного или чёрного цвета; к редуктору для ацетилена подсоединяется шланг красного цвета. Противоположные концы этих шлангов подсоединяются к горелке с наконечником для сварки или резки. Теперь рассмотрим указанные детали подробнее.
Оборудование для газовой сварки
Баллоны
Кислородные баллоны больше ацетиленовых, так как при сварке и резке металла, особенно при резке, используется больше кислорода, чем ацетилена. В верхней части каждого баллона имеется клапан отсечки. К нижней части каждого клапана подсоединяется регулятор давления (редуктор). Редуктор (регулятор) давления требуется для уменьшения давления из баллона или регулировки давления на определённом уровне в процессе резки или сварки.
Внимание: никогда не используйте кислород и ацетилен под высоким давлением.
Детали кислородного редуктора:
1 – входной штуцер редуктора 2 – винт регулировки давления 3 – манометр высокого давления 4 – манометр низкого давления 5 – выходной штуцер редуктора 6 – манометр низкого давления 7 – манометр высокого давления 8 – винт регулировки давления 9 – входное соединение 10 – выходное соединение.
Внимательно изучите эти детали “живьём” и определите, как ими пользоваться для целей безопасности. Соединения на ацетиленовом редукторе и на шлангах имеют левую резьбу; кислородные соединения имеют правую резьбу. Гайки на соединениях для ацетилена также имеют V-образную канавку вокруг центра плоского участка для идентификации. К каждому редуктору подсоединены два манометра. Они являются точными приборами и с ними нужно обращаться осторожно. Манометр с более высокими значениями является манометром высокого давления ; он калибруется в килограмм-силах на квадратный сантиметр (кгс/см2). Манометр с небольшими значениями является манометром низкого давления и калибруется в тех же еденицах. Хотя давление в баллоне снижается с уменьшением объёма газа, редуктор поддерживает линейное давление в определённых пределах. Когда давление в баллоне снижается сильно, линейное давление также спадает. Затем его нужно отрегулировать заново.
Винт регулировки давления
Регулировочные винты редуктора управляют линейным давлением в шлангах для кислорода и ацетилена и в горелке. При повороте по часовой стрелке редуктор увеличивает давление и, соответственно, потоки кислорода и ацетилена через шланги к горелке. Конечно, это предполагает, что клапан на баллоне открыт и газ поступает к редуктору.
Выходные соединения
Сварочные шланги подсоединяются к выходным штуцерам редуктора. Мы рекомендуем использовать пламегаситель между редуктором и шлангами для предотвращения возможности проникновения пламени обратно по шлангу в баллон, что может привести к взрыву. Повторим, что на соединениях для кислорода – правая резьба. Никогда не смазывайте выходные соединения редуктора или любые детали сварочного оборудования! Эти соединения должны постоянно поддерживаться чистыми.
Шланги
Шланги подводят газы под низким давлением от редукторов к горелке. Они связываются вместе для удобства пользования. Как указано выше, сварочные шланги кодируются разными цветами: красным для ацетилена и зелёным или чёрным для кислорода. Сварочные шланги изготовлены из чередующихся слоёв резины и оплёток. Центр шланга сделан из резины, окружённой прорезиненной тканью, которая затем покрывается провулканезированным резиновым защитным слоем. Большинство сварочных шлангов являются огнеупорными. Они все же могут гореть, но самостоятельно гаснут, если источник тепла удалён.
Правила обращения со шлангами
Если со шлангами правильно обращаться, то они будут долго и надёжно служить. Руководствуйтесь нижеперечисленными правилами обращения со шлангами: Выдуйте защитный тальк из нового шланга перед его использованием для сварки или резки металла. Держите сварочные шланги подальше от открытого пламени, падающих искр или капель металла. Не ходите и ничего не кладите на шланги. Заменяйте разрезанные, потрескавшиеся и перетёртые участки шлангов с помощью муфт правильного размера. Никогда не путайте ацетиленовые и кислородные шланги. Заменяйте сварочные шланги, если на них много соединительных муфт или если они сильно растресканы или изношены.
Корпус сварочной горелки
Сварочная горелка представляет собой пару трубок с управляющими клапанами. Один клапан с трубкой управляют подачей ацетилена, другой – подачей кислорода. Корпус сварочной горелки не предназначен для смешивания газов. Это достигается с помощью сварочного или отрезного наконечника, который подсоединяется к корпусу горелки. Корпус служит в качестве ручки и для управления подачей газов к наконечнику. Два уплотнительных кольца уплотняют сварочный наконечник на корпусе горелки. Маленькое уплотнительное кольцо уплотняет канал подачи ацетилена; большое кольцо - канал подачи кислорода.
Клапаны управления
В корпусе горелки есть два управляющих клапана у выходных концов шлангов, один - для ацетилена, другой - для кислорода. Кроме этого, специальные гайки могут потребовать небольшого подтягивания, но никогда не смазывайте их. Убирайте грязь и пыль чистой тряпкой.
Цилиндр
Цилиндр (ручка) горелки является просто коллектором, который по отдельности подает кислород и ацетилен к сварочному наконечнику. Кислород подается через трубку в центре цилиндра; ацетилен подается через несколько отверстий, расположенных концентрично вокруг центральной трубы.
Наконечник
Сварочный или отрезной наконечник или головка накручивается на цилиндр горелки. Кислород из цилиндра направляется через центральный канал для кислорода в наконечнике; ацетилен поступает в отверстия вокруг канала для кислорода. Конусная поверхность внутри головки уплотнена кольцом для создания плотного соединения. Наружная резьба и внутренний конус могут быть восстановлены при повреждениях. Пыль и грязь убираются чистой тряпкой.
Запуск (зажигание) горелки
Предположим, что вам необходимо сварить листовой металл толщиной 0,8 мм. Руководство, прилагаемое к вашему сварочному аппарату, рекомендует использование наконечника № 0 при линейном давлении кислорода и ацетилена 0,2 кгс/см2. Начните с открывания клапанов баллонов, но с закрытыми клапанами горелки. Отрегулируйте давление редуктора до величины примерно 0,35 кгс/см2. Если вы решите заменить размер наконечника в процессе работы, то вы должны будете также отрегулировать линейные давления.
Теперь можно зажигать горелку. Всегда начинайте с надевания защитных очков. Откройте клапан для ацетилена на горелке примерно на ? оборота, клапан для кислорода - примерно на ? оборота. С помощью специальной зажигалки зажгите горелку. Не пользуйтесь спичками, прикуривателем ли другим источником открытого пламени. Направляйте горелку в сторону от людей, животных и от баллонов с газами. Открывайте клапан для кислорода до тех пор, пока не исчезнет черный дым или сажа. Теперь отрегулируйте редукторы до рекомендуемого давления (в нашем случае 0,2 кгс/см2). Когда изменяется линейное давление, подрегулируйте горелку так, чтобы пламя было нейтральным. Каждый из четырёх типов сварочного пламени имеет специфическую цель. Нейтральное пламя используется чаще всего – оно предназначено для сварки. Отрегулируйте клапаны горелки так, чтобы в пламени был яркий, светло-голубой конус. Когда “перистые” края пламени исчезают, виден острый внутренний конус и нет шипящего звука, то горелка отрегулирована правильно. Отрегулируйте пламя, пока вы не будете уверены в том, что ваше пламя нейтральное. Если подаётся слишком много кислорода, то получится окисленное пламя. Этот тип пламени сопровождается громким шипящим звуком. Вместо расплавления металла окисленное пламя будет сжигать его. Пламя, обогащённое ацетиленом, будет науглероженным пламенем, которое определяется по длинному, оранжевому, грубо “оперенному” концу. Науглероженное пламя вводит в металл избыточный углерод. Вместо этого пламя должно быть светло-голубым с чётко определённым ярко-голубым внутренним конусом. При получении хорошего нейтрального пламени можно начинать сварку.
Методы сварки
При кислородно-ацетиленовой сварке используются два способа: на себя и от себя. Метод «на себя» используется для сварки стали толщиной менее 3 мм. Это метод, который используется для кузовных работ. Смысл использования состоит в прогреве металла перед сваркой, но не в перегреве расплавляемого металла, что приведет к образованию отверстия.
Сварка «на себя»
Производится, когда горелка направляется под углом 450 к металлу и в направлении, в котором вы хотите создать шов; сварочный электрод движется перед местом сварки вместе с расплавленным пятном. Наконечник горелки движется, совершая круговые и полукруговые движения, вдоль сварочного шва или соединения. Электрод движется внутрь/ наружу в расплавленной точке. При этом тепло распределяется для формирования равномерного и прочного шва.
Сварка «от себя»
В основном производится так же, как и в методе «на себя», за исключением направления сварки (стрелка). Горелка движется перед расплавленным пятном и перед электродом, образуя шов. Пламя идет за расплавленным пятном, поддерживая горячим его и базовый металл, т е. материал свариваемых частей. Это необходимо для качественного проникновения сварки при сварке толстой стали. Такое проникновение представляет собой полное совместное расплавление свариваемого металла и электрода или «заполняемого» металла при сварке. В противном случае качество шва будет плохим. При газовой сварке располагайте горелку и электрод под углом 45° к поверхности металла. Meжду электродом и горелкой будет угол 900. Двигайте горелку внутрь и наружу для контроля прогрева. “Смазывайте” электрод в расплавленном пятне для заполнения шва. Хорошее проникновение или пенетрация является одним из многих факторов, которые обеспечивают качество сварки. Сварка, которая имеет плохое проникновение может выглядеть хорошо, но она будет слабой. С другой стороны неаккуратная сварка с хорошей пенетрацией будет крепкой. Хорошая сварка начинается с хорошего соединения. Следовательно, будьте особенно внимательны при установке свариваемых деталей. В них не должно быть зазоров. Для того, чтобы быть уверенным в том, что при сварке не будет щелей, “прихватите” предварительно детали. “Прихватывание” представляет собой несколько коротких сварных швов или точек. Такое “прихватывание” не только удерживает детали вместе, но и предварительно прогревает металл для получения равномерного и аккуратного окончательного шва. Как и любое другое дело, сварка требует большого опыта и практики. При работе старайтесь добиться того, чтобы ваши сварные швы были аккуратными. Чтобы достичь этого требуется практика, практика и ещё раз практика. Практика даст возможность вам делать швы различного типа – как внутренние, так и наружные. Когда вы будете считать, что ваша работа является как красивой, так и качественной, можете начинать сварные работы на кузове автомобиля.
Сварка с флюсом (пайка)
Теперь, когда вы уже думаете, что стали квалифицированным сварщиком, т.е. можете варить сверху вниз, изнутри наружу и сзади вперёд, то вы можете перейти к более лёгкому виду сварки. Это сварка с использованием флюса, которую можно также считать пайкой твёрдым припоем. При такой сварке (пайке) используется электрод не такой, который применяется при сварке с расплавлением – сделан из другого металла. В этих случаях используется латунный или бронзовый электрод. При такой сварке электрод заполняет стык, подобный V-образной канавке для образования шва, соединяющего две детали. Как и при “чистой” пайке, расплавленный электрод затекает в шов благодаря капиллярным эффектам. Тонкая плёнка материала электрода соединяет две детали из-за диффузии, что обеспечивает очень прочное соединение. Флюс очищает свариваемый металл, позволяя материалу электрода затекать в шов и соединять детали. V-образная канавка заполняется материалом электрода. Диффузия для пайки является тем же, чем является проникновение (пенетрация) для сварки. Металлы электрода и свариваемого металла диффундируют, т.е. проникают друг в друга в поверхностных слоях, соединяя их друг с другом. Образуемый сплав, т.е. смесь металлов иногда бывает даже прочнее, чем исходные металлы, особенно при использовании прочных электродов. Указанный метод может использоваться вместо обычной газовой сварки. К примеру, он используется для соединения друг с другом двух различных металлов, таких как сталь и медь или двух различных типов стали. Кроме этого, такая сварка производится при более низких температурах, чем сварка с плавлением металла, соответственно, при температурах порядка 4500C и 13000C, что обеспечивает меньшую деформацию. Это достаточно важно при проведении кузовных работ. Пониженные температуры являются преимуществом при работе с термочувствительными сталями. Теперь, когда вы знаете о преимуществах пайки твёрдым припоем, вам нужно знать о том, в каких областях нельзя использовать сварку с флюсом (пайку). В частности, не используйте эту технологию для соединения тех деталей, которые сильно нагружены, такие как детали подвески, элементы рамы, несущие детали кузова и детали ходовой части. Для сварки этих деталей используйте электросварку. При подобной сварке критичной является одна вещь: соединяемые поверхности должны быть абсолютно чистыми и не иметь загрязнений. В противном случае припой (электрод) и свариваемые металлы не будут диффундировать. Тщательно очищайте детали механическим способом. Легче всего очистить металл для пайки – использовать специальный состав – флюс или очищающее средство на основе бора. Однако, это может создать дополнительные проблемы. После использования флюса могут образоваться трудно удаляемые остатки. Для уменьшения вероятности их образования используйте комбинацию двух методов: механическая очистка соединения и нанесения флюса, не оставляющего следов. Флюс может существовать в трёх основных формах: порошок, паста или как покрытие на электродах (припое). При использовании порошкового или пастообразного флюса вам нужно нагреть электрод на 5-7 см от конца, а затем окунуть его во флюс. При этом электрод покроется флюсом. По мере расходования электрода эту процедуру нужно повторять на следующих 5-7 см. В продаже имеются электроды, уже покрытые флюсом, но они намного дороже. Хорошо пропаянное соединение должно быть ровным и блестящим, с краями, входящими в основной металл. Поверхность с раковинами или с пузырями или с краями, которые заходят на основной металл, свидетельствует о некачественной работе. Обычной ошибкой при такой сварке является перегрев металла. Его следы проявляются как мелкий белый рыхлый порошок по обоим краям соединения. Сварка внахлёст с использованием покрытого флюсом сварочного электрода (припоя). Подобная сварка, как и обычная пайка, работает благодаря капиллярным эффектам. Она действует подобно клею и не зависит от проникновения (пенетрации) в месте соединения.
Газовая сварка металлических сплавов
Да, вы сможете выполнить качественную газовую сварку сплавов из цветных металлов или “белых” металлов. Это сплавы на основе цинка, которые используются для крыльев или некоторых других кузовных деталей. Для газовой сварки сплавов вам потребуется электрод (припой) без флюса. Стоимость одного электрода – примерно 1 доллар. Например повреждённый ободок фары можно отремонтировать с помощью сварки с использованием твёрдого припоя. Температура плавления сплава составляет примерно 3900 C, как и для электрода. Ни электрод, ни сам свариваемый металл не разу переходят при нагревании из твёрдого в жидкое состояние. Вместо этого оба материала имеют пастообразную переходную фазу в близкой температурной области. Припой для автомобильных кузовов реагирует подобным образом, по диапазонам температур для сварки находится в этой пастообразной фазе, т.е. между точкой (температурой), в которой металл начинает размягчаться и точкой жидкой фазы. Этот разброс невелик и контроль температуры является определяющим параметром.
Очистка детали
Как практикуется для любого вида сварки, и в этом случае нужно механически зачистить детали из белого металла. Если деталь имеет трещину, то сделайте это напильником или отрезной машинкой V-образную канавку в нижней части трещины. Если деталь повреждена, то сделайте косую фаску на повреждённых краях. Убедитесь, что свариваемые края чистые до блеска. Даже электрод нужно зачистить. Кроме этого, удалите механически весь хром с области, в которой будет производиться сварка, с помощью приспособления для зачистки. После сварки деталь придётся хромировать повторно. Из-за пор в металле проверьте наличие влаги в области трещины. Для сушки детали поместите её в духовку плиты примерно на час. Начните с температур порядка 1000C и постепенно повышайте температуру примерно до 2000C. Не нагревайте деталь слишком быстро, иначе на поверхности могут появиться трещины.
Крепление детали
Деталь нужно подпереть или надёжно закрепить в том месте, где будет производиться сварка. В противном случае при нагреве до температуры сварки рабочая область может провиснуть или сместиться. Чтобы этого не случилось, воспользуйтесь опорой. В качестве опоры можно воспользоваться любым материалом, который не плавится, не загорается и не разлагается при нагревании до температуры порядка 4000C.
Контроль температуры
Отрегулируйте горелку на минимально возможное пламя. Отрегулируйте пламя так, что примерно за 10 сек. На расстоянии примерно 5 см под его действием металл начал размягчаться. Более горячее пламя контролировать намного сложнее. Вы должны нагревать электрод (припой) и основной металл одновременно. Прижмите конец электрода непосредственно к той области, где производится сварка. Направляйте пламя и на свариваемую область, и на электрод. При прогреве прикладывайте электрод к поверхности основного металла так, чтобы вы знали, когда электрод начнёт размягчаться и это будет соответствовать правильной рабочей температуре. На поверхности основного металла будут появляться маленькие блестки или небольшие провалы при приближении к нужной температуре сварки. Как только вы увидите их, вы должны быть готовы вставить размягчённый конец электрода (припоя) в ремонтируемую область, соединяя детали вместе. Держите горелку близко к рабочей области. Когда электрод и основной металл начнут плавиться, вы должны отвести горелку назад – оставьте пламя, чтобы оно было направлено непосредственно на место работы. Если горелка находится слишком близко, то металл будет перегреваться и всё закончится вспучиванием металла. Не направляйте пламя от места работы, а затем не возвращайте его назад. Это станет причиной того, что ремонтируемая область будет переходить из слишком горячего в слишком холодное состояние. С помощью отведения пламени вертикально назад и оставив его направленным на место сварки вы сможете контролировать нагрев более точно. Когда оба металла перейдут в пастообразное состояние, добавляйте электрод до тех пор, пока не образуется небольшой излишек заполнения шва. Используйте низкое давление газов для сварки сплава. Избыточное давление может просто сдуть сварной шов. Хотя место сварки выглядит и не очень красиво, проникновение составляет 100 %. После окончания сварки деталей обработайте отремонтированное место механически так, чтобы оно не выступало за уровень окружающих деталей. Окончательная обработка производится с помощью мелкой наждачной шкурки. Сварной шов зачищен. Шпаклёвка, грунтовка и окраска восстановят вид ободка фары до уровня практически новой детали. После этого деталь можно хромировать или покрасить и в конце концов она будет выглядеть не хуже новой.
Газовая сварка алюминия
Газовая сварка алюминия является более трудной, чем сварка стали или даже сплавов, так как требует более деликатного обращения. И в этом случае единственным путём улучшения уровня мастерства является практическая работа. Выберите куски алюминия. Тщательно зачистите свариваемые области с помощью наждачной шкурки или проволочной щётки. Затем подберите специальный флюс для сварки алюминия. Смешайте флюс с водой в соотношении 3 части флюса к одной части воды. Теперь нанесите раствор на свариваемую область. Лучше наносить его на обе стороны поверхности основного металла. Когда флюс высохнет, вырежьте полоски из того же металла, который будет свариваться, шириной 6мм и длинной 20-25 см. Он будет использоваться в качестве электрода (припоя). Конечно, можно купить электрод отдельно, но вы должны быть уверены в том, что оба материала плавятся при одинаковой температуре. Теперь переходите к регулировке горелки. И в этом случае пользуйтесь нейтральным пламенем. Это очень важно, так как алюминий легко окисляется. Установите линейное давление низким – примерно от 0,15 кгс/см2 до 0,30 кгс/см2. Для более тонкого материала линейное давление должно быть ниже для предотвращения прожигания отверстий в основном материале. Подобно сплавам, алюминий имеет узкий диапазон температур сварки. Этот диапазон температур немного шире, чем у сплавов, но небольшая практика легко покажет, что из этого диапазона довольно легко выйти. Начните с предварительного “прихватывания”. Это уменьшит деформации, которые приводят к появлению щелей, а прогревание металла сделает окончательную сварку легче. Соблюдая осторожность и при отсутствии зазоров, шов при сварке алюминия можно сделать без использования электрода (припоя).
Использование светофильтров при сварке алюминия
В отличие от расплавленной стали, которая имеет вишнёво-красный цвет, расплавленный алюминий в сочетании с флюсом дают интенсивное жёлтое свечение. Из-за этого сложно видеть сварной шов. Поэтому при сварке алюминия нужно использовать специальные светофильтры. Мы настоятельно рекомендуем использовать светофильтры кобальтово-голубого цвета для защиты глаз и для лучшей видимости. Такие светофильтры продаются в магазинах сварочных пренадлежностей. Когда у вас есть нужные светофильтры, изготовленный самостоятельно сварочный электрод, горелка с установленным давлением газов 0,15-0,30 кгс/см2 и флюс на алюминии высох, можно начинать сварку. Пользуйтесь таким же методом сварки, который был описан для “белого” металла. Однако, перед началом сварки предварительно прогрейте основной металл. Это хорошая практика для сварки любого металла, но рекомендуется особенно для алюминия из-за его теплопроводности. Нагрейте металл в том месте, где вы хотите начать сварку. Поддерживайте металл в пастообразном состоянии путём перемещения пламени рядом с участком металла. Одновременно нагревайте и свариваемый металл и электрод, но имейте в виду, что нагревание первым основного металла может привести к тому, что он будет вытекать ещё до того, как электрод перейдёт в расплавленное состояние.
Резка пламенем
Резка пламенем газовой горелки, вероятно, является самым быстрым способом резки металлов. Металл нагревается до расплавленного состояния газовой горелкой, а затем он выдувается, т.е. отрезается потоком кислорода. Резка пламенем производится тем же самым оборудованием, которое используется для газовой сварки, за исключением того, что сварочный наконечник заменяется отрезным. Снимите сварочный наконечник с газовой горелки и на его место закрутите наконечник для резки. Некоторые газовые горелки для отрезания имеют встроенные корпуса. В этом случае шланги отсоединяются от корпуса сварочной горелки и подсоединяются к отрезной горелке.
Практическая резка пламенем
Прежде всего нужно нанести линию отрезания на металл. Это можно сделать с помощью мела. Когда линия разреза проведена, то переключите своё внимание на подготовку оборудования. После сборки отрезной горелки полностью откройте клапан кислорода на горелке, если отрезная насадка отделена от корпуса горелки. Затем откройте клапан управления кислородом для предварительного нагрева на горелке и отрегулируйте редуктор для кислорода на давление около 1,75 кгс/см2. После этого закройте клапан. И в этот раз начинайте работу с надевания защитных очков. Даже если пламя при резке не кажется таким ярким, как при сварке, всё равно есть опасность повреждения глаз. На короткое время нажмите рычаг подачи кислорода для очистки отверстия для кислорода. Слегка откройте клапан управления подачей кислорода – примерно на 1/8 оборота. Затем откройте клапан подачи ацетилена на ручке горелки примерно на ? оборота и подожгите ацетилен. Увеличьте подачу ацетилена на ручке горелки, пока основание пламени не отойдёт от конца наконечника примерно на 3 мм. Уменьшите подачу ацетилена для возврата пламени на наконечник. Теперь отрегулируйте нейтральное пламя. Делайте это, медленно открывая клапан подачи кислорода для предварительного нагрева, пока внутренний конус пламени не станет острым. Это обеспечит желаемое нейтральное пламя. Прижмите рычаг кислорода. Обратите внимание на то, что пламя предварительного нагрева слегка изменится в сторону науглероженного пламени. Продолжайте нажимать рычаг и открывайте клапан кислорода для предварительного нагрева до тех пор, пока пламя для предварительного нагрева не станет нейтральным. Теперь вы готовы к процессу резки. Удобно возьмите отрезную горелку в одну руку для стабилизации отрезного наконечника. Оставьте другую руку свободной для работы с рычагом подачи кислорода. Теперь сконцентрируйте пламя для предварительного нагрева в том месте, где должен начинаться разрез. Доведите разрезаемый металл до яркого вишнево-красного цвета. Поверните наконечник в вертикальное положение. Если разрез идёт по краю металла, то начинайте там. Когда появится красное пятно, слегка нажмите клапан (рычаг) подачи кислорода, и когда разрез начнётся, слегка поверните наконечник назад. Теперь поверните наконечник в вертикальное положение, не перемещая его вперёд. Поверните наконечник сильнее для небольшого наклона в направлении разреза. Продвигайтесь вперёд с такой скоростью, чтобы обеспечить качественное резание. При слишком медленном перемещении края разреза могут сплавиться обратно. Слишком быстрое перемещение препятствует достаточному прогреву и разреза не будет. При этом вы также получите сноп искр в лицо и на колени. Держите рычаг подачи кислорода прижатым до конца линии разреза. Не дергайте горелку резко, поддерживайте небольшой угол в направлении разреза. Замедлите ход, позволяя линии разреза сделать острый край внизу. Продолжайте движение вперёд, пока наконечник не окажется в пустом пространстве. Повторите описанные операции несколько раз до получения удовлетворительного результата. Как и при сварке, ключом к качественной работе является практика. Первые разрезы будут выглядеть очень непривлекательно, но со временем вы сможете уверенно получать чистый и ровный разрез. Для удаления небольших следов оплавленного металла понадобится небольшая механическая обработка места разреза.
Дуговая сварка
Может показаться, что газовая (электрическая) сварка никак не связаны друг с другом, но основная разница между ними состоит в источниках нагрева для них. При электросварке для создания и поддержания пятна расплавленного металла используется электрическая дуга, а не сгорающие газы. В связи с этим, если вы освоили газовую сварку, то в течение короткого времени сможете работать с электросваркой. Основное отличие состоит в оборудовании. Существует много типов электрических сварочных аппаратов, но мы рекомендуем использовать аппараты на сварочный ток 225-230 А. Вы можете приобрести аппарат на ток в 180 или даже 100 А, однако аппарат, рассчитанный на ток 225-230 А, будет лучше, тем более что разница в цене не очень большая. Хотя сварочный аппарат и рассчитан на ток до 235 А, но маловероятно, что при работе будет использоваться такой большой ток. Сталь толщиной до 13 мм можно варить током 180 А, сталь толщиной 6 мм – током 130-145 А, а для сварки стали толщиной порядка 3 мм достаточно тока в 75 А. В связи с этим возникает вопрос: “Зачем нужен аппарат с током в 225-230 А ?” Ответ будет таким же, как и при приобретении автомобиля с двигателем мощностью 300 л.с. – для дополнительного резерва. Даже если такая мощность никогда и не понадобится, то сварочный аппарат не будет перегружаться. Проконсультируйтесь относительно ваших требований к сварочному аппарату при его приобретении с учётом своих материальных возможностей. Продавец или консультант даст вам необходимые советы по приобретению. Помните, что вы покупаете аппарат для себя, а не для продавца. Сварочный аппарат должен быть полностью готов к включению в бытовую электросеть напряжением 220 В, защищённую предохранителем на ток 50-60 А или автоматическим предохранителем. Не пользуйтесь розеткой для электрической кухонной плиты. Мы рекомендуем приобретать аппарат отдельно, а не в комплекте с маской, электрододержателем и с зажимами, а также с набором электродов для сварки. Скорее всего, вам придётся выбросить прилагаемые к аппарату дополнительные аксессуары и купить другие, специального назначения. Но может случиться и так, что прилагаемые аксессуары могут подойти вам – попробуйте. Имейте в виду, что в магазинах имеется широкий выбор аксессуаров различного качества и назначения. Провод питания вставляется в отверстие, соответствующее наименьшему значению необходимого сварочного тока для достаточного проникновения в шве. Слишком большой сварочный ток даёт слишком большой перегрев и прожжёт металл насквозь.
Электроды
Электрод поддерживает электрическую дугу. Он также подаёт металл электрода для сварочного соединения и флюс для защиты места сварки от загрязнения. Электроды для электросварки покрыты флюсом. Это расплавленное покрытие защищает свежую сварку, замедляя скорость охлаждения. Для сварки различных типов стали имеются различные электроды. Не покупайте больше электродов, чем вам нужно. Покрытие электрода разрушается под действием влаги, поэтому нужно держать электроды в сухом месте. При покупке электродов имеет смысл проконсультироваться со специалистом.
Предварительные замечания
Практически всего в электросварке можно достичь практикой, в том числе подбор правильного электрода и установки правильного значения сварочного тока для конкретного металла, который вы собираетесь сваривать. Обратитесь к инструкциям, которые прилагаются к сварочному аппарату. На вопросы относительно скорости движения электрода, под каким углом его держать и т. д. можно дать надёжный ответ только в результате практической работы. Перед тем как включить вилку сварочного аппарата в сеть напряжением 220 В, отключите основной рубильник. Проверьте, что заземление подсоединено к заземляющему проводу сварочного аппарата. Убедитесь также, что плавкий или автоматический предохранитель способен выдержать то 50-60 А при работе сварочного аппарата. Если предохранитель не рассчитан на такой ток, то он перегорит или отключится и аппарат не сможет работать некоторое время. И наоборот, если предохранитель рассчитан на слишком большой ток, то изоляция проводов может загореться. В предположении, что указанные условия выполнены, включите сварочный аппарат в сеть и подсоедините заземляющий зажим к стальному рабочему столу или к свариваемой детали. Проверьте качество соединения. Вообще говоря, большой и толстый кусок металла требует электрода большего диаметра и большего значения сварочного тока для большего тепловыделения. В инструкции к сварочному аппарату должны приводиться данные по диаметрам электродов и значениям сварочного тока. Но из-за того, что технические условия изменяются от аппарата к аппарату и для различных фирм-изготовителей, нет определённых универсальных правил для установки значений тока. Практика и эксперимент подскажут вам, правильно ли вы устанавливаете значение тока. При избыточном тепле в тонком или легкоплавком материале могут образовываться отверстия и шов будет плоским и пористым. Также шов будет проплавлять края металла. Такое проплавление имеет место, когда основной металл по бокам шва выплавляется и становится ниже по сравнению с “нормальной” поверхностью базового материала. При недостаточном тепле шов выглядит так, что он просто наложен поверх места сварки – проникновение шва недостаточное. Шов будет нерегулярным и вам будет трудно поддерживать дугу. В заключение, если ток будет установлен слишком низким, то у вас возникнут сложности с дугой. Электрод будет стремиться “залипать” или же вам будет сложно поддерживать горение дуги. При правильной установке величины тока дуга загорается относительно легко, образуя ровный шов без рваных краёв. Вы получите хорошее проникновение и без подплавления или прожигания отверстий. Со временем вы по звукам при сварке сможете определить, правильно ли вы варите. Звук при электросварке должен чем-то напоминать звук в процессе жарки мяса на сковороде. Скорость, с которой вы ведёте шов, также будет влиять на процесс проникновения. При слишком быстром движении проникновение будет плохим. Дуга должна двигаться медленно, используя волнообразное движение или движение, описанное далее для обеспечения хорошего проникновения и качества шва.
Внимание: Вы должны надевать маску перед зажиганием дуги. Защитная сварочная маска не только защитит ваши глаза от интенсивного свечения, но и защитит вас от радиации (излучения), летящих искр, капель расплавленного металла и дымов.
Защитная одежда
Перчатки защищают руки от ожогов. Плотная длинная куртка защищает верхнюю часть тела. Сварка с оголёнными руками за пару часов равносильна нахождению на открытом солнце в течении полудня. Для работы необходимы длинные прочные брюки, лучше всего из материала типа брезента с пропиткой. Для защиты от кусков расплавленного металла нужны плотно закрывающиеся ботинки, внутрь которых не должны попадать искры и другие посторонние предметы.
Зажигание дуги и создание шва
Теперь, когда вы знакомы с принципами работы дуговой сварки, обсудим, как нужно действовать на практике.
Начало сварки
Когда вы надели маску, защитную одежду и перчатки, возьмите электрододержатель в ту руку, которой вы обычно работаете. Расположите конец электрода примерно в 2,5 см от того места, где вы хотите начать сварку. Откиньте вниз защитную маску. Качающим движением поднесите электрод к металлу для зажигания дуги. Сразу же после этого поднимите электрод на расстояние примерно в 3 мм от рабочей поверхности. Если этого не сделать, то электрод “залипнет”. Если это всё же произошло, то качните электрододержатель из стороны в сторону, чтобы оторвать электрод. Если электрод не отрывается после нескольких качаний, то освободите его из держателя. Дайте электроду остыть перед повторной попыткой освобождения, так как он может быть раскалён докрасна. Ни в коем случае не беритесь за электрод голыми руками! Зажигание дуги на практике с различными металлами и с разным сварочным током требует определённой практики. Повторяйте попытки до тех пор, пока не сможете успешно зажигать дугу и поддерживать её. Затем можно приступать к созданию шва. После зажигания дуги подержите её примерно секунду перед движением электрода, чтобы образовалось расплавленное пятно. Имейте в виду, что сварочный электрод расходуется при работе – он расплавляется, как только вы коснётесь им места сварки. Для поддержания дуги и создания шва вы должны двигать электрод в направлении пятна расплавленного металла и одновременно из стороны в сторону перекрёстными движениями. Концентрируйте взгляд в той точке, где электрод касается металла, заполняйте её и одновременно перемещайтесь.
Ровный шов
Легче всего создается ровный шов. Он делается одним непрерывным движением электрода без качающих и колебательных движений. Сварщик-правша двигает электрод слева направо, сварщик-левша – справа налево. В обоих случаях необходимо наклонять электрод под углом около 15 градусов. Средний шов от электрода диаметром 3 мм будет примерно 3 мм в высоту и примерно 6 мм в ширину. Попрактикуйтесь в изготовлении ровных швов, пока не сможете делать равномерные швы постоянной ширины и высоты с равномерно расположенными “волнами”.
Качающийся шов
Другим обычно используемым швом является “качающийся” шов. Этот тип швов используется для заполнения зазора между двумя кусками металла. Качающийся шов выполняется путём перемещения электрода в форме цифры 8 или буквы Z из стороны в сторону при одновременном движении вдоль шва. Моментальные колебания с каждой стороны обеспечивают одинаковое количество тепла по краям и в середине шва. Эти швы являются наиболее распространёнными, но какие есть ещё? Далее приведены ещё несколько распространённых швов:
Стыковой шов
Когда два куска металла соединяются краем к краю и свариваются, то это будет стыковой шов. Если металл толще 5 мм, то каждый край нужно скосить для обеспечения правильного проникновения. Углы скосов должны составлять примерно 45 градусов. Если материал толстый, для заполнения V-образной канавки, образованной от скошенных краёв может потребоваться сделать более одного прохода.
Внимание: Наши рассуждения относительно процесса сварки являются сводными. На эту тему написаны сотни книг. Специалистов по сварке готовят в различных учебных заведениях, во многих странах существуют различные научно-исследовательские учреждения, занимающиеся вопросами сварки. Ясно, что мы не сможем научить вас сварке. Мы можем только вкратце описать суть процесса. Для настоящего обучения сварке вам нужна большая практика, нужно читать книги и ещё раз практиковаться. Конечно, нет нужды посвящать изучению тонкостей процесса сварки много времени, но вы должны понимать, что сварка есть нечто большее, чем просто расплавление электродов. Информация, приведённая в данной главе, поможет вам начать изучение сварки и обеспечить основы знаний, необходимых для того, чтобы стать хорошим сварщиком.
Ремонт панелей из высокопрочной стали
В конце 70-х – начале 80-х годов производители автомобилей начали использовать новый тип материалов, которые были названы высокопрочной сталью. Такая сталь благодаря своему повышенному соотношению прочности и веса может быть прокатана до более тонкого состояния, чем использованные ранее низкоуглеродистые мягкие стали, т.е. толщина составляет примерно от 0,6 до 2,5 мм. Высокопрочная сталь может использоваться более тонкой и сохраняет такую же абсолютную прочность, как и более толстая мягкая сталь. Результатом были более лёгкие автомобили с такой же прочностью. Теперь рассмотрим более подробно этот вид стали. В соответствии с прогнозами мировых автопроизводителей мы можем предсказать более широкое использование высокопрочных сталей. В конце 70-х – начале 80-х годов фирмы “Форд” и “Крайслер” ограничивали использование этих материалов в структурах кузова, усилительных элементах, косынках, кронштейнах и опорах. Большинство наружных панелей из листового металла продолжали выпускаться из мягкой стали. Однако, некоторые японские производители, особенно “Тойота”, начали использовать высокопрочную сталь в кузовных деталях и для наружных панелей. В чём состоит здесь проблема? Она в следующем: из-за высокого содержания углерода высокопрочная сталь не может свариваться с использованием обычных методов, особенно с использованием газовой сварки. Некоторые стали могут нагреваться всего лишь до 370 – 380 градусов по Цельсию. У других для предотвращения деформаций необходимо принимать специальные меры. А мартенситная сталь вообще не может свариваться или нагреваться. Кристаллическая структура зёрен стали окисляется и разрушается под действием высокой температуры. Если она используется, то панель из такой стали может стать причиной опасного повреждения. Возможно, вы когда-нибудь видели старые кости, которые долго лежали. Эти кости, которые обычно очень плотные и твёрдые, со временем становятся пористыми и хрупкими. Наступите ногой на такую кость и она сразу же треснет. Это является результатом окисления, воздействия ультрафиолетовых лучей и других проблем. Этот пример иллюстрирует процессы, которые происходят в высокопрочной стали после воздействия температуры. Что же можно сделать для решения данной проблемы?
Снятие панелей
Для снятия панелей из высокопрочной стали или отсоединения других панелей от панелей из этого материала высверлите места точечной сварки или отрежьте сварные швы с помощью отрезной машинки. Не производите резку с помощью газовой горелки. Для подсоединения панелей прижмите новые панели на то место, где они должны быть и подсоедините деталь с помощью сварки в атмосфере инертного газа с использованием сварочной проволоки, если это возможно. В противном случае воспользуйтесь дуговой сваркой.
Сварка высокопрочной стали
Первым решением является использование сварки металлов в атмосфере инертного газа. Сварка с инертным газом также известна как дуговая сварка металлов в атмосфере газа или аргоновая сварка. Сварка в атмосфере инертного газа концентрирует тепло в очень малой области. Путём использования ряда точечных стыков (подобных обычной точечной сварке) вы сможете заменить деталь из высокопрочной стали без нарушения её структурной целостности. Если сварка в атмосфере газа не подходит, то можно использовать обычную дуговую сварку с учётом приводимых далее указаний. Повторим, что газовая сварка не подходит для сварки высокопрочной стали.
Сварка в атмосфере газа – предпочтительный метод
Сварка в атмосфере газа, называемая также сваркой с применением сварочной проволоки подобна дуговой сварке. Отличительной особенностью является использование “щита” из инертного газа, который защищает расплавленный металл от атмосферных загрязнений. Зажигается дуга и образуется пятно из расплавленного металла. Одновременно поток газа окутывает место сварки. В качестве газа обычно используется двуокись углерода. Часто используются такие инертные газы, как аргон или гелий. Газ не только защищает место сварки, но и помогает стабилизировать дугу. Вместо использования покрытого флюсом электрода в аргоновой сварке используется специальная проволока, которая автоматически подаётся к сварочному шву с определённой скоростью. Хотя в этом методе сварки используется проволока различных размеров, для сварки высокопрочной стали используется проволока диаметра 0,7-0,9 мм. Основными преимуществами аргоновой сварки является следующее: Сварка происходит быстро. Повреждение тонких листов металла минимизируется благодаря использованию небольшого тока; для сварки листа толщиной около 6 мм требуется напряжение менее 20 В. Аргоновой сварке довольно легко научиться. Зазоры легко заполняются с помощью нескольких швов, которые накладываются один поверх другого. Сварка с перехлестом или вертикальная сварка производится относительно легко. Металл различной толщины можно варить проволокой одинакового диаметра. Металлы всех типов можно варить одним общим типом проволоки. Таким образом, если вы имеете доступ к аргоновой сварке, то используйте ее для сварки высокопрочных сталей.
Дуговая сварка высокопрочной стали
Успешное использование дуговой сварки для высокопрочной стали возможно при выполнении следующих правил: Пользуйтесь только электродами диаметром 2,4 мм, которые специально предназначены для сварки высокопрочной стали. При покупке электродов консультируйтесь в магазине. Вместо непрерывных швов для соединения панелей воспользуйтесь сваркой в нескольких местах. Это некое подобие точечной сварки. В тех местах, где две панели перекрываются для соединения, сверлятся отверстия диаметром 6 мм через одну панель при перекрытии через каждые 2,5-5 см. Затем эти отверстия “заполняются” материалом сварочного электрода при сварке. Это предотвращает нагрев от выполнения непрерывного шва, что становится причиной ослабления соединения в панели из высокопрочной стали.
(Данная статья взята из практического руководства «Ремонт, окраска кузовов автомобилей. Подготовка к покраске, сварка, рихтовка и многое другое». Под редакцией С. Афонина)
|
