Сварка тонкой листовой стали

Такие аппараты должны иметь плавное регулирование величины тока в пределах от 15 до 25 а и выше. Напряжение холостого хода при постоянном токе равно 70 в, а при переменном - 80 в. Сварку на переменном токе можно производить также с применением осциллятора.

Тонколистовой материал надо сваривать как можно быстрее, для чего следует применять электроды с более высоким коэффициентом расплавления. Сварку стыковых соединений лучше выполнять не в нижнем, а в вертикальном положении, при котором можно достичь меньшего проплавления металла. Сварку ведут сверху вниз, не задерживаясь на месте, электрод наклоняют по направлению движения на 35-40° к вертикальной поверхности.

При сварке стыковых швов рекомендуется применять различного рода теплоотводящие подкладки. В случае, когда такие подкладки использовать нельзя, при сварке стыковых соединений листовой стали толщиной от 1 до 2 мм можно применять стальные прутки, уложенные между кромками стыкуемых листов.

Стальной пруток берут диаметром 2,5-3,5 мм и укладывают его между кромками так, чтобы он с верхней стороны находился на уровне с плоскостью листов, а нижняя его часть выступала из плоскости листов на половину его диаметра. В таком положении стык прихватывается через каждые 50-55 мм и затем производится сварка.

Сварку стыка лучше производить в один слой сверху вниз с наклоном пластин под углом 20°. Электрод продвигают точно над прутком без поперечных колебательных движений, благодаря чему кратер все время поддерживается на прутке, Оплавление кромок листов достигается за счет косвенного действия тепла сварочной дуги. С нижней стороны шва образуется как бы ровная подварка с хорошим оплавлением кромок, без всяких признаков находящегося в шве прутка. Лицевая сторона шва гладкая, без подрезов и других дефектов.

При толщине свариваемого металла до 0,5 мм можно применять сварку внахлестку через верхний лист прорезным швом, что облегчает ведение процесса и устраняет возможность проплавления. Тонкий металл сваривают также по отбортовке кромок, загнутых на 90°, применяя при этом чаще всего угольные или графитовые электроды.

Еще лучшие результаты сварки металла малых толщин получаются при отбортовке кромок, загнутых на 180°. При сварке металла малой толщины следует применять более легкого типа электрододержатели, тонкие и гибкие провода сечением от 6 до 10 мм2, а также более светлые защитные стекла. Электроды не следует брать длиннее 250-300 мм.

Сварка тонкого металла — проблема даже для некоторых сварщиков с опытом. Новичкам в сварном деле вообще приходится тяжело. Тут работают совсем не те правила, что при сварке толстых изделий: есть множество особенностей и сложностей из-за чего тяжелее подбирать режимы и электроды. Проще это делать со сварочными полуавтоматами, но они в быту — довольно редкое явление, гораздо чаще встречаются инверторы. Вот о сварке тонкого металла инвертором и пойдет речь.

И первая сложность при сварке металла небольшой толщины состоит в том, что сильно нагревать его нельзя: он прогорает, образуются дыры. Потому работают по принципу «чем быстрее, тем лучше» и ни о каких траекториях движения электродов речь не идет вообще. Тонколистовой металл варят проводя электрод в одном направлении — вдоль шва без каких либо отклонений.

Вторая сложность состоит в том, что работать нужно на малых токах, а это приводят к тому, что дугу приходится делать короткую. При незначительном отрыве она просто гаснет. Могут также возникать проблемы с розжигом дуги, потому используйте аппараты с хорошей вольт-амперной характеристикой (напряжение холостого хода выше 70 В) и плавной регулировкой сварного тока, которая начинается от 10 А.

Еще одна неприятность: при сильном нагреве происходит изменение геометрии тонких листов: их выгибает волнами. От этого недостатка избавиться очень тяжело. Единственный вариант — постараться не перегревать или отвести тепло (про метод с теплоотводящими прокладками читайте ниже).

При сварке встык тонких листов металла, их кромки тщательно обрабатывают и зачищают. Наличие загрязнений и ржавчины сделает сварку еще более проблематичной. Потому тщательно все выровняйте и зачистите. Располагают листы очень близко один к другому — без зазора. Детали фиксируют струбцинами, прижимами и другими приспособлениями. Потом детали прихватывают через каждые 7-10 см короткими швами — прихватками. Они не дадут деталям сместиться и их с меньшей вероятностью погнет.

Как варить тонкий металл инвертором

Сварочные аппараты, выдающие постоянный ток хороши тем, что мы можем варить на обратной полярности. Для этого к «+» подключаем кабель с держателем электрода, а «-» цепляем к детали. При таком подключении больше греется электрод, а металл прогревается минимально.

Варить необходимо с использованием самых тонких электродов: от 1,5 мм до 2 мм. При этом выбирать нужно с высоким коэффициентом расплавления: тогда даже при малых токах шов будет качественным. Ток выставляется маленький. Для электродов размером 1,5 мм он должен быть порядка 30-45 ампер, для «двойки» — 40-60 ампер. Реально ставят иногда и ниже: важно чтобы вы смогли работать.

Чтобы металл меньше нагревался, детали ставят в вертикальном или хотя-бы наклонном направлении. Тогда варят сверху-вниз, двигая кончик электрода строго в этом направлении (не отклоняя и не возвращая). Угол наклона — углом вперед, при этом его величина 30-40°. Так прогрев металла будет минимальным, а это для сварки тонких металлов — одна из самых важных задач.

Техники и методы сварки тонких листов металлов

Иногда тонкие листы нужно сваривать под углом. В этом случае удобнее использовать метод отбортовки: кромки листа отгибают на необходимый угол, скрепляют короткими поперечными швами через каждые 5-10 см. После сваривают как говорилось выше: непрерывным швом сверху-вниз.

В видео показано, как варить тонкий листовой металл электродом при помощи сварочного инвертора. Используется метод отбортовки: края деталей отгибаются, потом прихватываются в нескольких местах короткими швами. После идет сварка тонким электродом толщиной 2 мм.

Не всегда получается при сварке без отрыва избежать прожога. Тогда можно попробовать отрывать на несколько мгновений дугу, а затем снова опускать электрод в то же место и продвигать его еще на несколько миллиметров. Так, отрывая и возвращая дугу, и варить. При таком методе получается, что металл за время отрыва дуги успевает остывать. На видео вы увидите, как изменяется цвет места сварки после того, как электрод убрали. Главное — не дать металлу остыть лишком сильно.

Сварка тонкого металла с отрывом дуги продемонстрирована в первой части видео. Способ стыковки — внахлест (одна деталь перекрывается второй на 1-3 см), используется электрод с рутиловым покрытием (для конструкционных и низколегированных сталей). Затем показана сварка нержавейки нержавеющим электродом с основной обмазкой, и в завершение тем же электродом из нержавейки проварен стык черного металла. Шов, кстати, получился более качественным, чем при использовании рекомендованных электродов.

О выборе электродов для сварки инверторным аппаратом читайте .

Если при сварке тонкого металла не требуется создание непрерывного шва, используют точечный шов. При таком способе сварки небольшого размера прихватки находятся на небольшом расстоянии один возле другого. Такой способ называется прерывистым швом.

Вообще варить сваркой тонкое железо встык сложно. Внахлест проще: не так перегревается детали и меньше шансов, что все «поведет».

При электросварке тонкого металла встык можно между листами проложить тонкую проволоку диаметром 2,5-3,5 мм (можно оббить обмазку на поврежденных электродах и использовать их). Ее располагают так, чтобы с лицевой стороны она была вровень с поверхностью металла, а с изнаночной выступала почти на половину диаметра. При сварке дугу ведут по этой проволоке. Она и принимает основную термическую нагрузку, а свариваемые листы металла прогреваются периферийными токами. При этом они не перегреваются, их не коробит, шов получается ровный, без признаков перегрева. После удаления проволоки с трудом удается рассмотреть следы того, что она присутствовала.

Еще один способ — под место стыка положить пластины меди. Медь имеет очень высокую теплопроводность — в 7-8 раз выше, чем у стали. Уложенная под место сварки она значительную часть тепла отбирает, не допуская перегрева металла. Этот метод сварки тонких металлов называют «с теплоотводящими подкладками».

Основным затруднением при сварке тонколистовой стали (менее 3 мм) электрической дугой является возможность сквозного проплавления металла в отдельных местах шва. Образуемые при этом отверстия трудно поддаются заварке.

В тех случаях, когда не предъявляются особые требования в отношении внешнего вида и формы шва (например, при сварке из стали малонапорных неответственных трубопроводов, бочек и других изделий), листовую сталь толщиной 1,5—2,5 мм можно сваривать постоянным током прямой полярности от обычных источников питания, например, сварочных преобразователей ПСО-300-3, сварочных выпрямителей ВД-301 и др., используя электроды диаметром 3—4 мм и максимальный ток 140—180 а.

Для сварки более тонкой стали, а также изделий, к которым предъявляют повышенные требования в отношении внешнего вида и формы сечения шва (стыки труб, узлы трубчатых конструкций, испытывающих ударные и вибрационные нагрузки и другие изделия), применяют электроды меньшего диаметра и малые сварочные токи:

При выполнении швов внахлестку ток увеличивают на 10—15%, а тавровых — на 15—20% по сравнению с указанными значениями.

Для сварки на малых токах применяют электроды со специальными покрытиями, обеспечивающие легкое возбуждение и устойчивое горение дуги; замедленное плавление электрода во избежание получения швов с большим утолщением; получение жидкотекучего расплавленного металла, дающего удовлетворительный внешний вид шва.

Этим требованиям удовлетворяет, например, электрод ОМА-2 с покрытием состава: 36,5% титанового концентрата, 3,5% марганцевой руды, 2% калиевой селитры, 6% ферромарганца, 5,2% ферросилиция, 46,8% муки и 15—18% жидкого стекла. Электроды ОМА-2 применяют только для сварки углеродистой стали (см. табл. 5). Для сварки тонкой углеродистой и низколегированной стали (типа хромансиль) предназначены электроды МТ-2, разработанные Киевским политехническим институтом и имеющие покрытие состава: 50% титановой руды (концентрат), 20% полевого шпата, 20% ферромарганца, 2% хромовокислого калия, 8% декстрина. Покрытие замешивают на водном растворе декстрина. Сварку электродами МТ-2 лучше вести на постоянном токе прямой полярности. При толщине металла более 1 мм можно применять переменный ток. Необходимо пользоваться амперметром для точного замера тока.

Сварку тонкой стали лучше вести на толстых теплоотводящих подкЛадках из меди, без зазора между кромками листов и без поперечных движений концом электрода. Можно применять остающиеся стальные подкладки или вместо них зажимать между кромками стальную полоску и вести по ней сварку, расплавляя кромки листов косвенным действием тепла дуги. Сталь толщиной 0,5— 1 мм также сваривают внахлестку с проплавлением верхнего листа металлическим или угольным электродом, что устраняет возможность сквозного прожога. При этом листы укладывают на стальную подкладку и зажимают в приспособлении вдоль линии шва с обеих сторон его.

Хорошие результаты обеспечивает сварка тонкого металла способом «сверху вниз», так как при этом уменьшается глубина про-плавлёния основного металла и возможность сквозного прожога свариваемого металла. Данный способ нашел широкое применение в практике.

При сварке тонкого металла на малых токах следует применять легкий электрододержатель и гибкий провод сечения не более 6—10 мм 2 .

Для сварки тонкого металла на малых токах применяются специальные источники питания. Например, для сварки постоянным током — преобразователи ПСО-120, выпрямители ВСКГ-30, ВД-101, для сварки переменным током — трансформаторы СТАН-0, ТС-120 и др. Для этих же целей Институтом электросварки им. Е. О. Патона разработаны транзисторные источники питания типа АП-4, АП-5 и АП-6 для сварки постоянным током от 0,05 до 300 а и в импульсном режиме.

Применяемые для сварки тонкого металла источники питания позволяют плавно регулировать величину тока при малых его значениях и имеют несколько повышенное напряжение холостого хода, облегчающее возбуждение дуги.

Тонкую сталь можно сваривать также угольным электродом на постоянном токе по отбортовке кромок на режиме: диаметр электрода 6—10 мм, ток 120—160 а, скорость сварки 50—70 м/ч. Сварка ведется без присадочного металла, так как металл шва образуется при расплавлении отбортованных кромок. При сварке более толстого металла угольным электродом в шов закладывается проволока или полоска, расплавление которой дает добавочный объем жидкого металла для образования металла шва.

Для тонкого металла широко применяется газовая сварка, которая, однако, дает повышенные тепловые деформации изделия. Хорошие результаты обеспечивает сварка тонкого металла в защитных газах — аргоне, углекислом газе. Для стали толщиной 1—2 мм можно применять полуавтоматическую и автоматическую шланговую сварку под флюсом проволокой малых диаметров, со скоростью до 100—120 м/ч. Наиболее экономичной для изделий из тонкого металла является электрическая контактная сварка, обеспечивающая получение высококачественных швов при минимальных деформациях свариваемого металла.

Окончательный выбор того или иного способа сварки тонкой стали определяется конструкцией и назначением изделия, а также условиями и возможностями производства.

Администрация Общая оценка статьи: Опубликовано: 2011.06.01