Почему залипает электрод и как этого избежать

Почему залипает электрод и как этого избежать

Рассмотрим следующие вопросы: почему прилипает электрод при сварке, основные причины возникновения такого отрицательного процесса и способы устранения.

Залипание электрода на поверхности металла — довольно частое и неудобное явление. Чаще всего такая проблема возникает у начинающего сварщика. Если электрод прилип, его довольно трудно оторвать, вследствие замыкания обсыпается обмазка, а для бытовой сети это чревато перегрузкой.

В этом материале мы рассмотрим следующие вопросы: почему прилипает электрод при сварке, основные причины возникновения такого отрицательного процесса и способы устранения.

Главные правила

Для зажжения дуги электрод нужно держать под прямым углом, далее слегка уменьшая его (примерно на 15 °). Расстояние от поверхности 1-2 мм. Чтобы получить высококачественный стык, нужно сваривать укороченной дугой.

При перпендикулярном положении держателя относительно основного металла в ванне он вскоре растечётся и заполнит пустоты.

Для понижения разогревания пластины тонкого металла нужно класть шов с малым катетом. С понижением угла будет расти тепловая отдача, и скорость процедуры снизится.

При слишком остром угле материал конструкции не сможет разогреться. Ванна выйдет довольно узкой. Шов будет высоким, но края не проварятся.

Чтобы заполнить пустоты в ванне, порой целесообразнее делать угол острее, обеспечив замедление наполнения шва присадочным металлом и сохранение заданного катета. В конце прохождения приподнимайте кончик держателя, чтобы избежать образования кратера.

К основным характеристикам относятся:

• диаметр электрода;
• скорость работы;
• уровень напряжения;
• направление тока и его полярность;
• сила тока.

К второстепенным характеристикам относят следующее:

• состав и толщина покрытия электрода;
• уровень подогрева заготовок;
• положение изделия в пространстве;
• наклон электрода.

Подбор диаметра электрода

При выборе толщины электрода учитывают множество факторов.

Если сварка проводится в нижнем положении, тогда ключевым критерием выступает толщина свариваемых деталей.

Существует определённое соотношение толщины металла к диаметру электрода при выполнении работы в нижнем положении.

Также выбор можно проводить, опираясь на марку свариваемого сплава. Например, для соединения изделий из чугуна рекомендуется использовать электроды диаметром 2-3 миллиметра. Это уменьшит уровень тепла, поступающего в свариваемую конструкцию, и гарантирует образование валика небольшого сечения.

Примерная стоимость 3-миллиметровых электродов на Яндекс.маркет

Ещё одним важным фактором является наличие разделки кромок. Если такая предварительная работа проводилась, тогда наложение первого слоя осуществляется 3-миллиметровыми электродами, невзирая на марку используемого металла. При таком подходе использование электродов большой толщины может привести к возникновению ряда трудностей: непровар заготовок, зашлаковывание сварочного шва. Дальнейшая работа проводится электродом большей толщины (4-5 мм).

Примерная стоимость 4-миллиметровых электродов на Яндекс.маркет

Необходимо учитывать тип свариваемого соединения. Если проводить стыковое соединение, тогда нужно руководствоваться описанными выше правилами подбора. Если необходимо сварить угловые, тавровые или нахлёсточные соединения, тогда возможны два варианта:

• первый – сварку проводят в определённое количество слоёв, тогда для первого слоя берутся электроды толщиной 2-3 мм для более глубокой проварки и высокой крепости шва;
• второй – работа проводится в один заход, толщина электрода будет зависеть от толщины заготовок и может варьироваться от 2 до 6 мм.

Сила сварочного тока

При расчёте силы сварочного тока необходимо брать в расчёт диаметр используемого электрода.

Для расчёта применяется формула:

I=K*D, где:

• I – сила тока;
• D – диаметр электрода;
• K – специальный коэффициент.

Возможные изменения специального коэффициента представлены в таблице.

Нужно помнить, что если установить слабый ток, тогда сварочная дуга не будет устойчивой, а сам шов проварится не полностью, что может привести к появлению трещин. В то же время повышенная мощность приведёт к ускоренной расплавке электрода и появлению брызг, что негативно отразится на качестве шва.

Напряжение на дуге

Напряжение дуги изменчиво и находится в зависимости от её длины. Чем больше длина дуги, тем больше её напряжение, соответственно, расходуется больше тепла для плавки электрода и металлических деталей. Из-за этого сварной шов получается шире, в то время как высота усиления и глубина провара сокращаются.

Кроме того, напряжение дуги может варьироваться от 18 до 45 В в зависимости от используемого электрода и заданной силы тока.

Рекомендуется проводить работу короткой дугой, напряжение в которой не превышает 20 В. При длинной дуге происходит сильное разбрызгивание расплавленного металла, возникает резкий звук с небольшими хлопками. По таким признакам опытные специалисты могут судить о длине дуги.

Чтобы избежать вышеперечисленных неудобств, необходимо скорее опускать вниз электродержатель с электродом.

Скорость сварки

Необходимо поддерживать оптимальную скорость сварки, чтобы избежать переполнения сварочной ванны, и не возникали натёки на основной металл.

Толщина образуемого шва должна быть шире электрода в 2 раза.

Слишком быстрое проведение работы приведёт к тому, что соединение не проварится, а после остывания на нём образуются трещины. А если двигаться слишком медленно, тогда расплавленный металл начнёт скапливаться перед сварочной дугой. Это приводит к тому, что шов выходит неровный, а металл проварится не полностью.

Идеальным считается шов шириной 9-14 мм с глубиной, не превышающей 6 мм. Для достижения такого результата необходимо проводить работу со скоростью 35-40 м/ч.

Род и полярность тока

Чаще всего при проведении сварочных работ используют постоянный ток. При таком токе прямой полярности возможно соединить крупные и толстые детали. Это возможно из-за того, что на свариваемый металл приходится большее количество тепла. Обратную полярность применяют для соединения тонкого металла, чтобы избежать прожога.

Сварка переменным током практически не применяется из-за её слабой мощности. При проведении работ таким способом производительность снижается на 15-20% по сравнению с постоянным током обратной полярности.

Характеристики электродов.

Покрытие. Различные покрытия обусловливают различные свойства, и соответственно, применения электродов. Наиболее распространенными покрытиями являются рутиловое и основное.

Рутиловое покрытие хорошо зажигается даже при невысоком напряжении холостого хода аппарата, электроды с таким покрытием дают мало брызг, шов получается аккуратный, с низкой пористостью. Электродами с рутиловым покрытием можно варить детали, не счищая ржавчину, и продукты горения этого покрытия наименее токсичны. Из минусов рутилового покрытия – высокая вероятность образования трещин шва и обилие трудноудалимого шлака. Предназначены для сварки низкоуглеродистого металла как постоянным, так и переменным током. Начинающим сварщикам рекомендуется применять электроды именно с рутиловым покрытием.

Электроды с основным покрытием предназначены для образования швов высокой прочности, стойких к ударным нагрузкам. Шов стоек к появлению трещин, но при неправильно выставленных параметрах сварки, может иметь пористую структуру. Кроме того, для уверенного розжига таких электродов требуется высокое напряжение холостого хода сварочного аппарата. Варить такими электродами рекомендуется постоянным током обратной полярности.

Также на электродах встречается кислое покрытие (по свойствам близкое к рутиловому, но продукты его горения высокотоксичны), целлюлозное (близкое к основному) и ильменитовое, средние по свойствам между рутиловыми и основными.

Род тока. Выбирается исходя из особенностей сварочного аппарата. Сварочным трансформаторам не подойдут электроды, предназначенные только для постоянного тока. Обладатели же выпрямителей могут выбирать электроды сообразно имеющейся задачи.

Диаметр. Следует выбирать, исходя из толщины свариваемых деталей и возможностей сварочного аппарата. Таблица соответствия токов и диаметров обычно приведены на коробке электродов. Если на коробке таблицы нет, можно выбрать по усредненным данным:

Ориентировочная таблица соответствий токов сварки.

Приоритет – у возможностей сварочного аппарата. Если аппарат позволяет использовать электроды максимум 4мм, то для сварки толстых (толще 10мм) деталей все равно придется использовать 4мм электроды – просто варить придется долго, в несколько проходов. Не стоит пытаться варить электродами, большими, чем это позволяется руководством по эксплуатации сварочного аппарата – тока не хватит для создания дуги и сварка будет просто невозможна.

Назначение. Выбирается исходя из материала предполагаемых к сварке деталей. Чаще всего можно варить детали и электродами для других металлов, но тогда надо быть готовым к тому, что свойства металла шва будут отличаться от свойств металла самих деталей. Поэтому для ответственных швов лучше все же подбирать соответствующие электроды.

А для наиболее ответственных швов, подверженных сжатию-растяжению или ударным нагрузкам, следует обратить внимание на показатели прочности и пластичности электродов: временное сопротивление, относительное удлинение, ударная вязкость и предел текучести. При выполнении ответственных швов надо следить, чтобы перечисленные показатели металла свариваемых деталей более или менее совпадали с аналогичными показателями электродов. Следует иметь в виду, что эти показатели электродов характеризуют не металл, из которого сделан электрод, а металл будущего шва. Свойства самого электрода могут быть другими, и излишняя пластичность электрода, призванного обеспечить упругий шов, не должна вводить в заблуждение.

Временное сопротивление (или статический предел прочности) показывает, при каком усилии произойдет разрушение детали.

Относительное удлинение показывает, насколько металл детали растянется перед началом разрушения.

Предел текучести – это напряжение, при котором начинается деформация детали.

Ударная вязкость характеризует устойчивость металла к ударным воздействиям. Если ударная вязкость электрода меньше ударной вязкости деталей, то при ударных нагрузках разлом произойдет именно по шву.

Положение сварки. Выбирая электрод, обратите также внимание на рекомендуемое положение сварки – некоторые электроды не позволяют вести сварку сверху вниз: сварочная ванна забивается стекающим шлаком. Поэтому, если у вас есть веская причина варить именно так, подберите соответствующий электрод.

Обработка электродов перед сваркой. Некоторые электроды перед применением требуют специальной обработки – например, выдерживания в температуре 190-300 градусов в течение некоторого времени. Если у вас нет возможности обеспечить такие условия, имейте в виду, что могут возникнуть затруднения при сварке, особенно при начальном её этапе.

При выборе электродов также обращайте внимание на вес упаковки: цена обычно указывается за коробку, а фасовка может быть самая различная – от 100г до 5кг и больше.

Покрытие большинства электродов боится влаги, варить «подмоченными» электродами намного сложнее – пока он не прогреется и не просохнет, будут происходить постоянные залипания и потери дуги. Поэтому покупку лучше производить в магазинах, обеспечивающих правильные условия хранения. Покупая электроды, осматривайте упаковку: цел ли полиэтилен упаковки, нет ли следов воздействия влаги на картонной коробке. Набравшие влагу электроды можно высушить в обычной духовке, но лучше все же подмокшие электроды не покупать.

Режимы сварки

Современные сварочные аппараты инверторы позволяют изменять силу тока, что в свою очередь дает возможность работать с различными по своим показателям плавкости металлами. Выбирая конкретный режим сварки, следует учитывать следующие факторы:

• Марка электрода.
• Его диаметр.
• Положение электрода при сварке.
• Разновидность и сила тока.
• Количество слоев в шве.
• Полярность тока.

Упрощенно говоря, показатели силы тока выбираются исходя из диаметра электрода. Такой стержень в свою очередь следует выбирать под конкретную марку металлических элементов, которые используются в работе. Также необходимо учитывать положение при проведении сварки. Так, например если работы выполняются в вертикальном положении необходимо на 20% уменьшить количество Ампер от номинального. Подобное позволит избежать стекания расплавленного металла со шва. Помните, что максимальный диаметр стержня при потолочной сварке составляет 4 миллиметра.

Правильно подбираем силу тока для сварки

Диаметр стержней для работы с инвертором или классическими сварочными аппаратами выбирается в зависимости от толщины свариваемых деталей. Если вам нужно заварить поверхность в 3-5 миллиметров, то следует выбирать диаметр стержней не более 4 миллиметров. Для 8 миллиметров рабочего шва будет достаточно электрода с толщиной 5 миллиметров. При этом для каждого из таких стержней необходимо выбирать правильную силу тока.

При работе с 3 миллиметровым электродом показатели силы тока находятся в пределах 65-100 Ампер. Выбор конкретного показателя силы тока в данном случае зависит от положения при сварке и разновидности металла. Опытные сварщики советуют использовать среднее значение в 80 Ампер.

Работая с 4 миллиметровыми электродами необходимо устанавливать силу тока в 120-200 Ампер. Следует сказать, что 4 миллиметровые стержни получили сегодня максимально широкое распространение, так как они подходят для работы с небольшими и средними по размеру швами.

Разновидности электродов с толщиной 5 миллиметров потребуют использования тока в 160-250 Ампер. Следует сказать, что инверторы, способные работать с таким напряжением, относятся к разряду профессиональных. Они гарантируют глубокую проварку и отличное качество соединения.

Электроды толщиной в 6-8 миллиметров требуют использования силы тока в 250 Ампер. В отдельных случаях при работе с тугоплавкими металлическими сплавами необходимо использовать значение силы тока 350 Ампер.

Необходимо сказать, что использование инверторов позволило выполнять качественную сварку даже с применением тонких электродов. Именно поэтому сегодня все чаще используются стержни с толщиной от 1 до 2 миллиметров. Для работы с ними будет достаточно силы тока в 45 Ампер. Отметим, что для качественного выполнения такой сварки инвертор должен иметь функцию плавной регулировки тока, так как резкие скачки и минимальные погрешности могут оказать существенное влияние на качество шва.

Как влияет на сварку прямая и обратная полярность

Само понятие полярности, применительно к сварочной аппаратуре, означает тот или иной вариант подключения, связанный с текущими процессами и необходимостью решения конкретной задачи. Для того чтобы изменить полярность, достаточно всего лишь поменять местами клеммы подключения. Ток изменит свое направление и физические процессы, а сама сварка в каждом случае будут протекать по-разному.

Существует два вида полярности, настраиваемые перед выполнением работы:

• Прямая полярность. Устанавливается на аппаратуре перед началом соединения толстых заготовок с глубокими швами. В данном случае электрод подключается к минусу, а свариваемый металл – к плюсовой клемме. Благодаря прямой полярности, в процессе сварки возникают так называемые анодные и катодные пятна. Более горячее анодное пятно появляется со стороны заготовки. За счет этого основной металл расплавляется на большую глубину, позволяя сваривать чугунные, алюминиевые и другие заготовки из сложных металлов.
• Обратная полярность. При таком подключении плюс соединяется с электродом, а минус – с металлической заготовкой. Анодное пятно с повышенной температурой возникает уже на противоположной стороне, то есть, на электроде. Металл остается относительно холодным, а электрод разогревается. Этот способ соединения позволяет сваривать тонкостенные заготовки.

В соответствии с конкретными задачами, сварщиком настраивается прямая и обратная полярность при сварке инвертором. Некоторые молодые специалисты не знают всех особенностей настройки, поэтому у них иногда возникают сложности с прогревом и проплавлением заготовок из разных материалов. Рекомендуется сначала изучать техническую документацию инверторной сварки и проверять теорию практическими действиями.

Сварка трубопровода

С помощью дуговой электрической сварки можно сделать горизонтальный шов, который проходит по окружности трубы и вертикальный, который проходит сбоку, А также верхний и нижний швы. Самым удобным вариантом является нижний шов.

Трубы из стали нужно проваривать встык, сваривая при этом все кромки по высоте стенок. Во время работы электрод нужно установить под углом 45 градусов — это делается для того, чтобы снизить наплывы внутри изделий. Ширина шва должна составлять 2−3 мм, высота — 6−8 мм. Если сварка идет внахлест, то здесь уже необходимая ширина 6−8 мм, а высота — 3 мм.

Непосредственно перед началом работ нужно провести подготовительные процедуры:

• Нужно очистить деталь.
• Если края трубы деформированы, то выровнять их или отрезать углошлифовальной машинкой, или по-простому болгаркой.
• Кромки, где будет проходить шов, необходимо зачистить до блеска.

После подготовки можно приступать к работе. Необходимо сваривать все стыки непрерывно, полностью проваривая. Стыки труб с шириной до 6 мм свариваются в 2 слоя, при ширине 6−12 мм в 3 слоя и при ширине стенок больше 19 мм в 4 слоя. Главная особенность заключается в постоянной очистке труб от шлака, т. е. после каждого выполненного слоя необходимо очищать его от шлака и только потом варить новый. Особую внимательность нужно проявлять при работе над первым швом, необходимо сплавить все притупления и кромки. Первый слой тщательно проверяют на наличие трещин, если они присутствуют, то необходимо их выплавить или вырубить и наварить заново.

Все последующие слои привариваются при медленном поворачивании трубы. Последний слой приваривают с ровным переходом на основной металл.

Ошибки начинающих сварщиков

Чтобы узнать, как правильно варить электросваркой, нужно рассмотреть основные ошибки, которые допускают новички:

1. Слишком быстрое перемещение электрода, при этом образуется неровный шов.
2. Слишком медленное перемещение шва, при этом в металле образуются дырки и прожоги.
3. Слишком неровный и плоский шов. Главная ошибка здесь в угле наклона электрода.
4. Непроварка металла. Это происходит потому что не был соблюден 5 мм зазор между металлом и электродом, т. е. зазор был слишком маленький.
5. В обратном случае, когда зазор слишком велик — металл не проваривается.

Все вышеперечисленные ошибки — это только самые грубые. Есть еще много нюансов, разобраться в которых можно только с опытом.

При сварке тонкостенного металла или профиля необходим тщательный подход к работе. Тонкие детали можно сваривать, наложив очищенный электрод и варить прямо поверх него.

Разительно отличается сварка по цветным металлам, т. к. требует других электродов. Еще необходима специальная защитная среда. Сейчас можно купить универсальные аппараты, которые варят практически любые металлы.

Также существуют полуавтоматические аппараты для работы с тонкостенными металлами. Суть его заключается в наплавлении специальной проволоки.

Электросварка для начинающих — задача непростая. Но при достаточном желании его можно освоить. Нужно лишь следовать основным правилам и слушать советы более опытных мастеров. В итоге можно будет переходить к сложным задачам, оттачивая свое мастерство.