Jak spawać łukowo (ze zdjęciami)

2024 Autor: Robert Blare | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 07:58

Spawanie łukiem osłoniętym to proces łączenia dwóch elementów metalowych za pomocą elektrody otulonej topnikiem, która topi się w łuku elektrycznym i staje się stopioną częścią spawanych elementów. W tym artykule opisano zastosowanie powlekanych topnikiem prętów spawalniczych oraz prostej, transformatorowej zgrzewarki do krakersów.

Kroki

Krok 1. Zapoznaj się z procesem spawania łukiem metalowym w osłonie

jakiś łuk elektryczny powstaje na końcu drutu spawalniczego, gdy prąd przepływa przez szczelinę powietrzną i przechodzi przez uziemiony metal, który jest spawany. Oto niektóre terminy i ich opisy użyte w tym artykule:

Spawarka. Jest to termin używany do opisania urządzenia, które przekształca prąd elektryczny 120-240 V AC na napięcie spawania, zwykle 40-70 V AC, ale także zakres napięć DC. Zwykle składa się z dużego, ciężkiego transformatora, obwodu regulatora napięcia, wewnętrznego wentylatora chłodzącego i selektora zakresu prądu. Termin spawacz odnosi się do osoby wykonującej spawanie. Spawarka do obsługi wymaga spawacza.
Przewody lub przewody spawalnicze. Są to izolowane przewodniki miedziane, które przenoszą prąd o wysokim natężeniu i niskim napięciu do spawanego elementu.
Uchwyt pręta lub żądło to urządzenie na końcu elektrody, które trzyma elektrodę, której spawacz używa do wykonania zadania spawalniczego.
Zacisk uziemiający i uziemiający. Jest to przewód, który uziemia lub uzupełnia obwód elektryczny, a w szczególności zacisk przymocowany do elementu, aby umożliwić przepływ energii elektrycznej przez spawany metal.
Natężenie lub ampery. Jest to termin elektryczny używany do opisania prądu elektrycznego dostarczanego do elektrody.
Polaryzacja DC i odwrotna. Jest to inna konfiguracja stosowana w spawaniu systemem łukowo-elektrodowym, która zapewnia większą wszechstronność, zwłaszcza w zastosowaniach do spawania nad głową oraz do spawania niektórych stopów, które nie spajają się łatwo przy użyciu napięcia przemiennego. Spawarka wytwarzająca ten prąd ma obwód prostownikowy lub prąd dostarczany przez generator i jest znacznie droższa niż typowa spawarka AC.
Elektrody. Istnieje wiele specjalistycznych elektrod spawalniczych, stosowanych do określonych stopów i rodzajów metali, takich jak żeliwo ciągliwe lub ciągliwe, stal nierdzewna lub chromo-molibdenowa, aluminium oraz stale hartowane lub wysokowęglowe. Typowa elektroda składa się z walcówki w środku pokrytej specjalną powłoką (topnik), która pali się podczas utrzymywania łuku, zużywając tlen i wytwarzając dwutlenek węgla w obszarze spoiny, aby zapobiec utlenianiu lub wypalaniu się metalu podstawowego w łuku płomień podczas procesu spawania. Oto kilka popularnych elektrod i ich zastosowania:
- Elektrody E6011 to elektroda ze stali miękkiej z powłoką z włókna celulozowego. Pierwsze dwie liczby w identyfikacji elektrody to wytrzymałość na rozciąganie, mierzona w funtach na cal kwadratowy razy 1000. Tutaj wydajność elektrody wynosiłaby 60 000 PSI.
- Elektrody E6010 są elektrodami o odwrotnej polaryzacji, powszechnie stosowanymi do spawania rur parowych i wodnych i są szczególnie przydatne do spawania nad głową, ponieważ metal utrzymuje swoją pozycję w stanie ciekłym, wciągany do stopionego jeziorka spawalniczego przez przepływ bezpośredniego prąd z elektrody do przedmiotu obrabianego.
- Dostępne są inne elektrody E60XX o specjalnym przeznaczeniu, ale ponieważ elektrody E6011 są uważane za pręty standardowe, ogólnego przeznaczenia, a elektrody E6010 są uważane za standard do spawania prądem stałym z odwróconą polaryzacją, nie zostaną one szczegółowo omówione w tym artykule.
- Elektrody E7018 to pręty stalowe powlekane o niskiej zawartości wodoru, o wysokiej wytrzymałości na rozciąganie wynoszącej 70 000 PSI. Są one często używane do montażu stali konstrukcyjnej używanej w przemyśle budowlanym oraz w innych zastosowaniach, w których wymagany jest mocny materiał wypełniający i spoina o wyższej wytrzymałości. Należy zauważyć, że chociaż te pręty zapewniają większą wytrzymałość, są mniej wybaczające pod względem uzyskania czystej, wysokiej jakości spoiny przy niewłaściwym natężeniu prądu i ze stalą brudną (zardzewiałą, pomalowaną lub ocynkowaną). Te elektrody są nazywane nisko wodorowymi ze względu na każdą próbę obniżenia zawartości wodoru. Elektrody te muszą być przechowywane w piecu o temperaturze od 250ºF do 300ºF. Ta temperatura jest wyższa od temperatury wrzenia wody 212ºF na poziomie morza. Ta temperatura zapobiega gromadzeniu się wilgoci (rosy) (H2O) z powietrza w strumieniu.
- Elektrody niklowe, Castalloy, Ni-Rod. Są to specjalne pręty wykonane do spawania żeliwa sferoidalnego, sferoidalnego lub ciągliwego i charakteryzują się większą wydajnością, aby umożliwić rozszerzanie się i kurczenie spawanego materiału żelaznego.
- Pręty z różnych metali. Pręty te są wykonane ze specjalnego stopu i dają lepsze wyniki podczas spawania stali hartowanych, hartowanych lub stopowych.
- Pręty aluminiowe. Są to nowsze technologie i umożliwiają spawanie łukowe aluminium za pomocą konwencjonalnej spawarki, a nie przy użyciu specjalnej spawarki z podawaniem drutu w osłonie gazu, takiej jak spawarka MIG (metal, gaz obojętny) lub TIG (wolfram, gaz obojętny), często określana jako spawanie heliarowe, ponieważ hel był gazem używanym do osłaniania płomienia łuku podczas spawania. Oficjalne nazwy stworzone przez Amerykańskie Towarzystwo Spawalnicze (AWS) dla tego typu spawania łukowego to spawanie łukiem osłoniętym metalem (stick), spawanie łukiem gazowym wolframu (tig) i spawanie łukiem gazowym (mig).
- Rozmiary elektrod. Elektrody są dostępne w różnych rozmiarach, mierzonych średnicą metalowego środka każdego pręta. W przypadku prętów ze stali miękkiej zakres średnic ¹⁄₁₆ cal (0,2 cm) do ³⁄₈ dostępne są cale (1,0 cm), a używany rozmiar zależy od natężenia prądu spawacza i grubości spawanego materiału. Każda wędka sprawdza się najlepiej w danym zakresie natężenia. Wybór prawidłowego zakresu natężenia prądu dla pręta o danym rozmiarze będzie zależał od materiału bazowego i pożądanej penetracji, więc określone natężenia zostaną omówione tylko w przypadku spawania opisanego w dalszej części tego artykułu.
Sprzęt bezpieczeństwa. Kluczową częścią bezpiecznego spawania jest posiadanie i wiedza o tym, jak używać odpowiedniego sprzętu zabezpieczającego do pracy. Oto kilka typowych elementów wymaganych do bezpiecznego spawania.
- Osłona spawalnicza (kaptur). Jest to maska, którą nosi się w celu ochrony osoby spawającej przed jasnym błyskiem łuku oraz przed iskrami rzucanymi podczas spawania. Standardowe soczewki do spawania łukowego są zabarwione na bardzo ciemno, ponieważ ekspozycja na błysk łukowy może spowodować oparzenia błyskowe siatkówki oka. Zaciemnienie na poziomie 10 to minimum dla spawania łukowego. Kiedyś preferowano kaptury spawalnicze z podnoszoną soczewką, ponieważ ciemną soczewkę można podnieść, a oddzielna soczewka z przezroczystego szkła ochroni spawacza przed kawałkami żużla podczas odpryskiwania spoiny. Nowsze, samościemniające się osłony spawalnicze są obecnie najbardziej pożądaną osłoną spawalniczą. Te soczewki osłony spawalniczej są bardzo jasne do szlifowania i cięcia palnikiem. Po zajrzeniu łuku automatycznie przyciemniająca się soczewka zmieni się na wstępnie ustawiony odcień #10. Jeszcze nowsze na rynku są samoprzyciemniające się soczewki o zmiennym odcieniu.
- Rękawice spawalnicze. Są to specjalne, izolowane rękawice skórzane, które sięgają około 15,2 cm powyżej nadgarstków i chronią dłonie i przedramiona spawacza (osoby spawającej). Zapewniają również ograniczoną ochronę przed przypadkowym porażeniem w przypadku przypadkowego kontaktu spawacza z elektrodą.
- Skóry spawalnicze. Jest to skórzana kurtka przypominająca fartuch, zakrywająca ramiona i klatkę piersiową spawacza, używana do prac nad głową, gdzie iskry mogą zapalić odzież spawacza lub spowodować oparzenia.
- Buty robocze. Spawacz powinien nosić sznurowany but o długości co najmniej 15,2 cm, aby zapobiec oparzeniu stóp przez iskry i gorący żużel. Te buty powinny mieć izolujące podeszwy wykonane z materiału, który nie topi się ani nie pali łatwo.

Krok 2. Naucz się kroków tworzenia udanej spoiny

Spawanie to coś więcej niż przeciąganie pręta spawalniczego po kawałku stali i przyklejanie go do drugiego. Proces rozpoczyna się od odpowiedniego dopasowania i zabezpieczenia obrabianych elementów lub metalu, który ma być zespawany. W przypadku grubszych kawałków można zeszlifować skos, aby kolejne ściegi można było umieszczać w rowku, aby całkowicie go wypełnić solidną spoiną. Oto podstawowe kroki do wykonania prostej spoiny.

Uderz w łuk. Jest to proces tworzenia łuku elektrycznego między elektrodą a przedmiotem obrabianym. Jeśli elektroda po prostu przepuszcza prąd bezpośrednio do uziemionego elementu, nie będzie wystarczającej ilości ciepła do stopienia i stopienia metalu.
Przesuń łuk, aby utworzyć ścieg. Ścieg jest metalem z elektrody topliwej płynącym razem z roztopionym metalem z metalu podstawowego, aby wypełnić przestrzeń między łączonymi elementami przez spawanie.
Ukształtuj ścieg spoiny. Odbywa się to poprzez tkanie łuku w przód iw tył wzdłuż ścieżki spoiny ruchem zygzakowatym lub ruchem ósemkowym, dzięki czemu metal rozchodzi się na żądaną szerokość gotowego ściegu spoiny.
Odłupać i wyszczotkować spoinę między przejściami. Za każdym razem, gdy wykonujesz przejście lub przechodzenie z jednego końca do drugiego spoiny, musisz usunąć żużel lub stopiony materiał topnika elektrody z powierzchni ściegu spoiny, aby tylko czysty stopiony metal wypełniał spoinę na kolejnym przejściu.

Krok 3. Zbierz narzędzia i materiały potrzebne do rozpoczęcia spawania

Oznacza to spawarkę, elektrody, kable i zaciski oraz metal, który ma być spawany.

Krok 4. Przygotuj bezpieczne miejsce pracy, najlepiej ze stołem wykonanym ze stali lub innego niepalnego materiału

Do ćwiczeń przynajmniej kilka kawałków miękkiej stali ³⁄₁₆ Grubość cala (0,5 cm) będzie działać.

Krok 5. Przygotuj metal do spawania

Jeśli metal składa się z dwóch części, które mają zostać połączone w procesie spawania, może być konieczne ich przygotowanie lub przygotowanie do spawania, poprzez szlifowanie ukośnej krawędzi po bokach, które mają zostać połączone. Pozwala to na wystarczającą penetrację łuku spawalniczego, aby stopić obie strony do stanu stopionego, dzięki czemu spoiwo wiąże się przez grubość przekroju metalu. Przynajmniej należy usunąć farbę, smar, rdzę lub inne zanieczyszczenia, aby podczas spawania pracować z czystym jeziorkiem stopionego metalu.

Krok 6. W razie potrzeby zamocuj zaciski, aby połączyć metalowe elementy

Szczypce blokujące, zaciski „C”, imadło lub zaciski sprężynowe zwykle działają. W przypadku projektów specjalnych może się okazać, że będziesz musiał dostosować różne techniki, aby zabezpieczyć obrabiane elementy, dopóki nie zostaną połączone.

Krok 7. Przymocuj zacisk uziemienia do większego spawanego elementu

Upewnij się, że jest czyste miejsce, aby obwód elektryczny można było zakończyć z minimalną rezystancją w miejscu uziemienia. Ponownie, rdza lub farba zakłócą uziemienie przedmiotu obrabianego, utrudniając tworzenie łuku na początku spawania.

Krok 8. Wybierz odpowiednią wędkę i zakres natężenia prądu do wykonywanej pracy

Jako przykład, ¹⁄₄ calową (0,6 cm) blachę stalową można skutecznie spawać za pomocą E6011, ¹⁄₈ calowa (0,3 cm) elektroda, przy natężeniu 80-100 amperów. Umieść elektrodę w uchwycie elektrody (zwanym dalej żądłem), upewniając się, że materiał przewodzący zacisku żądła znajduje się na czystym metalu na końcu elektrody.

Krok 9. Włącz spawarkę

Powinieneś usłyszeć buczący dźwięk z transformatora. Dźwięk pracującego wentylatora może być słyszalny lub nie. Niektóre wentylatory spawarki działają tylko wtedy, gdy urządzenie wymaga chłodzenia. Jeśli tego nie zrobisz, być może będziesz musiał sprawdzić obwód dostarczający energię i wyłączniki w skrzynce rozdzielczej. Spawarki wymagają do działania znacznej ilości energii, często specjalnego obwodu o natężeniu 60 amperów lub więcej przy 240 woltach.

Krok 10. Trzymaj żądło w dominującej ręce za izolowany uchwyt, z prętem w takiej pozycji, aby uderzenie jego końcówką o spawaną płytę było jak najbardziej naturalnym ruchem

Trzymaj osłonę spawalniczą na tyle wysoko, aby widzieć, jak przesuwa się elektroda na odległość kilku cali od przedmiotu obrabianego, gotowa do złożenia w dół, aby chronić oczy. Możesz poćwiczyć stukanie elektrodą o metal spoiny, aby poczuć to przed włączeniem zasilania, ale nigdy nie zajarzaj łuku elektrycznego bez ochrony oczu.

Krok 11. Wybierz punkt, w którym chcesz rozpocząć spawanie

Umieść końcówkę pręta blisko niego, a następnie opuść kaptur spawalniczy na miejsce. Chcesz stuknąć końcówką elektrody o metal, aby zakończyć obwód elektryczny, a następnie natychmiast odciągnąć go trochę do tyłu, aby utworzyć łuk elektryczny między końcówką elektrody a spawanym metalem. Innym sposobem na zabicie łuku jest zajarzenie zapałki. Ta luka łukowa lub przestrzeń powietrzna wytwarza duży opór w obwodzie elektrycznym, który wytwarza płomień łuku lub plazmę i ciepło potrzebne do upłynnienia elektrody i metalu przylegającego do obszaru spawania.

Krok 12. Uderz elektrodą o powierzchnię metalu, odciągając ją lekko do tyłu, gdy zobaczysz łuk elektryczny

Wymaga to dużej praktyki, ponieważ różne średnice elektrod i prądy spawania wymagają różnych odstępów między końcówką elektrody a przedmiotem obrabianym, ale jeśli można utrzymać odstęp nieruchomo, od elektrody do elektrody będzie powstawać ciągły łuk elektryczny. obrabiany kawałek. Zazwyczaj przerwa łukowa nie powinna być większa niż średnica elektrody. Poćwicz stabilizowanie łuku, trzymając elektrodę około 1/8 do 3/16 cala od obrabianego przedmiotu, a następnie zacznij poruszać się po ścieżce, którą chcesz spawać. W miarę przesuwania elektrody metal będzie się topił, wypełniając zbiornik stopionego metalu i tworząc spoinę.

Krok 13. Ćwicz podróżowanie elektrodą po ścieżce spoiny, aż będziesz w stanie utrzymać stały łuk, poruszając się ze stałą prędkością i zgodnie ze ścieżką, którą chcesz spawać

Kiedy opanujesz sterowanie łukiem, zaczniesz ćwiczyć układanie lub budowanie ściegu spoiny. Jest to nalot metalu, który łączy dwa spawane ze sobą elementy. Technika, której użyjesz do układania ściegu będzie zależeć od szerokości wypełnianej szczeliny (jeśli taka istnieje) i głębokości, na jaką ma wniknąć ścieg spoiny. Im wolniej poruszasz elektrodą, tym głębiej spaw wchodzi w metalowe elementy, a przy tworzeniu szerokiej ścieżki, im bardziej zygzakowato lub skręcasz końcówkę elektrody, tym szerszy ścieg ułożysz.

Krok 14. Utrzymuj łuk podczas ruchu wzdłuż wykonywanej spoiny

Jeśli elektroda zetnie się z metalem i utknie, szarpnij żądłem, aby wyrwać pręt z zacisku żądła lub metalu spoiny. Jeśli łuk zostanie utracony z powodu odsunięcia elektrody zbyt daleko od powierzchni metalu, zatrzymaj proces i usuń żużel ze spawanego miejsca, aby po ponownym zajarzeniu łuku, aby kontynuować, w obszarze spawania nie będzie żużla aby zanieczyścić nową spoinę zaczynasz od miejsca, w którym łuk został utracony lub przerwany. Nigdy nie kładź nowego ściegu na istniejącym żużlu, ponieważ materiał ten topi się w plazmie łuku i bąbelkuje przez nową warstwę umieszczanego metalu, powodując słabą i brudną spoinę.

Krok 15. Ćwicz przesuwanie elektrody ruchem zamiatającym, aby utworzyć szerszy koralik

Umożliwi to wypełnienie większej ilości spoiny w jednym przejściu, pozostawiając czystszą i zdrowszą spoinę. Elektroda porusza się ruchem bocznym podczas przeciągania wzdłuż ścieżki spawania, ruchem zygzakowatym, zakrzywionym lub ósemkowym.

Krok 16. Dostosuj natężenie prądu wyjściowego spawacza do spawanego materiału i pożądanej penetracji łuku

Jeśli okaże się, że na wykończonym ściegu spoiny jest wżery, z głębokimi kraterami na krawędziach ściegu lub sąsiedni metal jest po prostu stopiony lub wypalony, należy stopniowo zmniejszać natężenie prądu, aż stan zostanie poprawiony. Z drugiej strony, jeśli masz trudności z zajarzeniem lub utrzymaniem łuku, może być konieczne zwiększenie natężenia.

Krok 17. Oczyść gotową spoinę

Po zakończeniu spawania możesz chcieć usunąć żużel i oczyścić spoinę, aby umożliwić lepsze wiązanie farby lub po prostu ze względów kosmetycznych. Odłup żużel i szczotką drucianą spoinę, aby usunąć wszelkie ciała obce i pozostały żużel. Jeśli powierzchnia musi być płaska, aby umożliwić dopasowanie spawanego elementu do innego elementu, użyj szlifierki kątowej, aby usunąć górną część lub wysoką część ściegu. Czystą spoinę, szczególnie po szlifowaniu na płasko, łatwiej jest sprawdzić, czy podczas spawania pojawiły się wżery, kałuże lub inne defekty.

Krok 18. Pomaluj spoinę odpowiednim podkładem antykorozyjnym, aby zabezpieczyć ją przed korozją

Świeżo spawany metal będzie korodował dość szybko, jeśli zostanie wystawiony na działanie elementów, ponieważ sam metal bazowy jest wystawiony bezpośrednio na działanie wilgoci.

Porady

Niektórzy ludzie słuchają dźwięków wytwarzanych przez łuk elektryczny, aby ocenić jakość spoiny. Dźwięki trzaskania i trzaskania mogą wskazywać na niespójną przerwę łukową lub niewłaściwe natężenie prądu.
Łącząc elementy zbyt duże, aby skutecznie je zacisnąć, sczepiaj elementy razem z małymi spoinami w odstępach, aby zapobiec przesuwaniu się elementów.
Jeśli spawasz w środku dnia, źrenice oczu będą małe i mniej światła dostanie się do twoich oczu. Zmniejszy to ryzyko wystąpienia silnych bólów głowy spowodowanych uszkodzeniem siatkówki spowodowanym światłem emitowanym przez łuki. Jeśli poczujesz silny ból głowy od łuków, nie martw się, trzymaj się z dala od słońca i zażywaj aspirynę, aby kontrolować ból, a ból zagoi się w ciągu 2 do 3 dni.
Jeśli spawasz na słońcu w środku dnia, metal się nagrzeje i łatwiej będzie rozpocząć i kontynuować spawanie. Możesz również użyć mniejszego natężenia i wykonać lepszą pracę, jeśli metal jest ciepły od słońca.

Ostrzeżenia

Często sprawdzaj kable i połączenia, aby zmniejszyć możliwość przypadkowego porażenia prądem.
Metal pozostaje gorący przez długi czas po zakończeniu spawania, więc trzymaj zwierzęta i dzieci z dala od obszaru roboczego, aż wszystkie materiały ostygną.
Chroń się przed poparzeniem, zakrywając skórę rękawiczkami, maską na twarz i rękawami, w zależności od obszaru objętego ochroną. Nigdy nie spawaj bez hełmu ochronnego podczas spawania.
Jasne światło łuku elektrycznego może powodować oparzenia podobne do oparzeń słonecznych, więc noś koszule z długimi rękawami i długie spodnie, aby zmniejszyć ekspozycję.
Zobacz łącze w cytatach poniżej, aby uzyskać szczegółowe ostrzeżenia i środki ostrożności.
Unikaj wdychania oparów powstających podczas procesu spawania. Dotyczy to w szczególności metali ocynkowanych lub platerowanych oraz metali, które zostały pomalowane podkładami z tlenków metali. Metal w płucach może powodować raka.
Spawarki łukowe wykorzystują prąd elektryczny o wysokim natężeniu, który jest niezwykle niebezpieczny, dlatego należy ostrożnie obchodzić się z kablami i żądłem. Nigdy nie spawaj w mokrych warunkach lub na mokrym materiale bez odpowiedniego przeszkolenia.
Zawsze pamiętaj, aby przed uderzeniem w łuk umieścić filtr przed oczami!