Подготовка металла под сварку: разметка и резка, правка, зачистка

Перед началом сварочных работ производится подготовка металла. Она включает в себя несколько этапов. При соблюдении всех правил можно грамотно подготовить заготовку под сварку и получить качественный результат.

Основные требования

Все процедуры подготовки должны соответствовать техническим условиям, которые определяются технологией. Слесарные операции при подготовке металла к сварке должны проводиться с учетом техники безопасности, так как для резки может использоваться болгарка и прочее опасное оборудование. Работа должна выполняться только исправленными инструментами. Все процедуры должны четко соответствовать техническому заданию, в особенности, что касается размеров, так как неправильный угол загиба или слишком большой снятый слой с заготовки может привести к тому, что ее уже нельзя будет использовать.

Теория электрической сварки

Выполнять сварочные работы в домашних условиях может каждый. Для этого рекомендуется ознакомиться с основной теорией электросварочного аппарата.

Перед тем как приступить к рабочему процессу необходимо подготовить:

  • сварочную установку;
  • электроды нужного диаметра;
  • специальная защитная маска. Она защищает глаза от яркого излучения в ходе химической реакции. Помимо этого она предотвращает попадание окалин в процессе работы в область лица;
  • рукавицы из плотной ткани;
  • резиновая обувь.

Соединение металлических поверхностей происходит в результате возникновения электро дуги, которая под действием высокой температуры обеспечивает химическую реакцию между железной поверхностью и обмазкой электрода.

Она состоит из легко воспламеняемых элементов и минералов. В ходе работы выделяется газовое облако. Оно в дальнейшем предотвращает окисление раскаленного железа с кислородом. После чего, это облако оседает на металлической поверхности выступает в качестве дополнительной защиты.

Мощность электрической дуги напрямую зависит от расстояния между заготовкой и электродом. Основные характеристики электросварочного аппарата напрямую зависят от вольамперной линии. Опытные профессионалы называют её внешней.

Для ручного аппарата применяют крутопадающую и пологопадающую характеристику. У первой разновидности, сварочной ток не слишком зависит от электрического напряжения, а значит расстояние между электродом и поверхностью железа не требует особой точности. Сварка с пологой характеристикой требует соблюдения правильного расстояния.

Дополнительный поджиг (осцилятор) формирует максимальное напряжение. В момент образования электрической дуги он отключается.

Правка и очистка

Деформации, полученные при транспортировке проката, устраняют вручную с помощью молотка или кувалды. Если не получается, применяют ручной пресс: заготовку укладывают между толстыми пластинами, с усилием сжимают, стягивая пластины между собой. Важно придать поверхности первоначальную форму, иначе возникнут внутренние напряжения, сварное соединение не получится прочным.

Небольшие искривления тонких заготовок устраняют на мягкой подложке, для исправления сложных дефектов применяются:

  • листоправильные станки;
  • всевозможные прессы, создающие высокое давление.

Очистка – еще один этап подготовки заготовок, подразумевает удаление грязи, пыли с поверхности металла, скопившейся за время транспортировки или хранения на складе. Для удаления стойких загрязнений бывает нужна вода. Старую краску с б/у металла счищают пескоструйными аппаратами или шлифовальным инструментом, шкуркой.

1. Кубики

Уже наверное только слепой не видел самые различные кубики из металла, которые выполняются сварщиками в свободное время по всему миру.

Кубики англичанина Дэвида (слева; нержавейка) и японца Yosuke (справа; алюминий).Кубики англичанина Дэвида (слева; нержавейка) и японца Yosuke (справа; алюминий).

Кубики англичанина Дэвида (слева; нержавейка) и японца Yosuke (справа; алюминий).

В большинстве случаев такие кубики изготавливаются при помощи аргонно-дуговой сварки, реже полуавтоматом и ручной дуговой сваркой. Часто сварщики оставляют свои швы на гранях нетронутыми, но также нередко аккуратно их притупляют и зашлифовывают.

Мне очень нравится работа российского сварщика – Валерия Бадера. Просто, толково, со вкусом и идеей:

Работа Валерия Бадера. Нержавейка, аргонно-дуговая сварка. Можно теперь и в нарды поиграть))Работа Валерия Бадера. Нержавейка, аргонно-дуговая сварка. Можно теперь и в нарды поиграть))

Работа Валерия Бадера. Нержавейка, аргонно-дуговая сварка. Можно теперь и в нарды поиграть))

Разметка

Следующий этап подготовки деталей для сварки проводится вручную или с помощью специальных устройств. Самые простые приспособления – керн, металлическая линейка и штангенциркуль. Поверхность металла предварительно грунтуют, чтобы хорошо были видны риски. При поточном производстве делают шаблоны, их накладывают, обводят.

Различают понятия «наметка» и разметка. Первая – создание предварительного контура, вторая подразумевает кернение по всему периметру, маркировку. Наметка нужна при использовании шаблонов. Его сначала обводят чертилкой, а затем контур проходят керном. При ручной разметке сразу проводят кернение.

Размечать заготовки вручную сложно и долго. Подготовка и сборка заготовок с использованием оптической или мерной резки предпочтительнее. Для разметки металла созданы разметно-маркировочные автоматы, они работают на основе оптики по заданной программе. Керн движется быстро, размеченный листовой прокат выезжает из автомата со скоростью до 10 метров в минуту.

Этап разметки проводится вручную или с помощью специальных устройств

Этап разметки проводится вручную или с помощью специальных устройств

Как выбрать сварку?

Для новичков оптимальным решением будет инверторная сварочная установка. К преимуществам данного устройства относят:

  • ограничение максимального тока в процессе работы;
  • стабильность;
  • быстрый поджиг;
  • дополнительная защита от перегрузок;
  • небольшой вес.

Довольно сложно работать с трансформатором переменного тока. Устройство имеет простое строение, что позволяет сделать его самостоятельно в домашних условиях. Основное достоинство такого сооружения заключается в его надежности.

Отсутствие практического опыта, может спровоцировать поломку основного генератора понижающего тока. Несоблюдение элементарных требований сварочных работ, может стать причиной короткого замыкания в процессе соединения деталей.

Резка

Это обязательная процедура подготовки деталей, если сварка делается по чертежам. Для работы с металлом применяют различное оборудование:

  • ручное (резак, ножницы по металлу), используется для простых геометрических форм из листового или ленточного проката;
  • электроинструмент (пила, болгарка, дрель или шуруповерт с фрезой-насадкой);
  • термическое (кислородный или газовый резак, дуговую сварку, плазмотрон), можно делать прямые и кривые резы.

Термическая резка состоит в расплавлении металла по заданному контуру. При поточном производстве используют полуавтоматы и автоматы.

При резке металла делают припуски для зачистки и разделки кромок. Раскрой ножницами – самый кропотливый и малопродуктивный. Сварщики чаще применяют термическую резку.

При резке металла делают припуски для зачистки и разделки кромок

При резке металла делают припуски для зачистки и разделки кромок

Оснастка

Для каждой процедуры требуется свой набор инструментов, но в качестве основных стоит отметить такие как:

  • Металлическая щетка – лучший инструмент для зачистки, который подходит для заготовок любой толщины. С ее помощью можно до блеска очистить любую металлическую поверхность.
  • Ацетон – применяется как обезжиривающее средство. Его используют перед началом сварки или перед выкладкой флюса на поверхность, чтобы снять все образовавшиеся пленки;
  • Настольные тиски – для гибки в любых условиях. Они отлично подойдут также для фиксации деталей, когда уже пойдет непосредственный процесс сварки.
  • Газовая горелка – используется для подогрева металла до нужной температуры. Как правило, последняя подготовка поверхности металла под сварку предполагает его нагрев для избегания деформации.

Правка металла и нарезка деталей

Для правки металла использую специальные валы, которые делают процесс автоматически, или же выполняют все вручную. Во втором случае используется пресс или кувалда, чтобы исправить имеющиеся деформации. Прессы больше подходят для массивных швеллеров и двутавров.

Правка металла

Правка металла

После правки можно уже проводить разметку, которая делается перед резкой. Разметка делается мелом или острым металлическим предметом. Для разрезания используется гильотина, ножницы по металлу, которые могут быть автоматическими или ручными. Также используют резку сваркой, которая менее точна, но позволяет разрезать даже толстые слои. Тонкие листы могут резаться болгаркой, что очень удобно, когда будет происходить сварка тонкого металла инвертором.

Резка металла сваркой

Резка металла резаком

Зачистка деталей – нюансы

Когда заготовка приняла нужную форму, то следующим этапом, который включает в себя подготовка металла под сварку, является зачистка. Поверхности присадочного материала, а также кромок детали, которая будет свариваться, зачищается от ржавчины, загрязнений, следов окалин и прочих лишних веществ. Также нужно ликвидировать влагу, масляные пятна и другие химические пленки. При сварке металла в ванне не должно быть ничего неметаллического, что привело бы к образованию брака. Даже относительно небольшие остатки лишних вещей приводят к образованию пор, появлению трещин, созданию напряжений в металле и так далее. Благодаря всему этому, надежность сварочного соединения резко снижается.

Очистка металла после сварки

Очистка металла после сварки

Подготовка кромок металла под сварку

Подготовка металла под сварку предполагает обработку кромок, особенно, при работе с толстыми заготовками. В итоге, они должны обрести определенную геометрическую форму, которая будет способствовать более надежному соединению. Подготовка включает в себя обработку угла разделки, ширины зазора, создания притупления, регулировку длины скоса и так далее. Кромки не обрабатываются, если толщина составляет менее 3 мм. При слишком большой толщине без обработки металл может не провариться полностью. Особенно актуально это, если у свариваемых деталей различная толщина. Правильный скос обеспечит плавность перехода между деталями, что снимет напряжение нагрузки при эксплуатации детали. После правильно подобранных параметров нужно еще обеспечить надежную фиксацию.

Подготовка кромок металла под сварку

Подготовка кромок металла под сварку

Гибка

Еще одним процессом, который включает в себя подготовка металла под сварку, является гибка. Полосы и листы пропускают через листогибочные машины, которые имеют от трех до четырех валов в своем составе. Если кромки заготовки уже подготовлены, то можно применять холодную гибку. Профильные детали сгибаются под специальными прессами. Толщина листа определяет ограничения, на какой угол можно согнуть металл, если превысить этот показатель, то могут появиться трещины и нежелательные деформации.

Гибка металла

Гибка металла

Для малого радиуса сгиба, или же при высокой толщине листа, используют горячий метод, который применяют кузнецы. При повышении температуры материал становится более податливым и для его сгибания требуется меньшее количество усилий. Большие отверстия желательно делать уже после сгибания.

Гибка металла перед сваркой

Гибка металла перед сваркой

Прихватка металла

Когда идет подготовка сборка металла под сварку, то отдельные детали требуется зафиксировать, чтобы после сварки они имели правильное положение. Порой недостаточно их просто рядом положить или применить дополнительные инструменты для фиксации. Здесь требуется сделать точечную приварку одной детали к другой, к примеру, в начале и в конце будущего шва. Это поможет зафиксировать деталь по всей плоскости, чтобы она ни как не съехала. Также это помогает избежать деформации при сваривании, когда листы загибаются. Соединение получается не настолько надежным, чтобы выдерживать сильные нагрузки, на теперь заготовку уже можно будет переносить и менять ее положение на любое удобное, к примеру, чтобы сделать горизонтальный шов.

Прихватка металла

Прихватка металла

Основные требования к сборке металлоконструкций перед сваркой

Когда совершена подготовка металла под сварку, можно приступать к сборке конструкции. Чтобы все было выполнено правильно, следует придерживаться следующих правил:

  1. К каждому месту соединения заготовок необходимо обеспечить свободный и удобный доступ;
  2. Все заготовки нужно закреплять максимально жестко, при этом придерживаясь заданной точности размеров и геометрии положения, чтобы во время сварки не возникли другие деформации и отклонения;
  3. Все изменения положения в пространстве перед сваркой и во время нее должны отнестись к минимуму, чтобы не было смещений и перекосов;
  4. Сборка должна проходить таким образом, чтобы она не затрудняла последующие операции, так что нужно все заранее спланировать.

Термическая обработка металла до и после сварки

Подогрев металла перед сваркой является обязательной процедурой для материалов, которые чувствительны к перепадам температур, а также просто для подстраховки, чтобы избежать деформации. Для таких процедур используют газовую горелку, что очень удобно, если сам газ используется в процессе сваривания, как при сварке черного металла аргоном.

После сваривания подогрев нужен для того, чтобы снять напряжения, которые могут образоваться из-за повышенного содержания водорода. Подогрева выпаривает остатки газа, оставляя только чистый металл.

Зачистка

Технология зачистки металла перед сваркой подразумевает снятие:

  • ржавчины, чтобы избежать включений в диффузном слое;
  • следов смазки, масла, органика снижает качество сварки;
  • заусенцы, частички металла, они могут стать причиной брака;
  • загрязнения, ухудшают структуру шва;
  • оксидный слой, он препятствует образованию ванны расплава.

Для зачистки используют металлические щетки, наждачную бумагу, напильник, любые абразивные инструменты. Даже незначительные включения в ванне расплава приводят к браку. Для снятия оксидов, обезжиривания цветных металлов применяют химические вещества: всевозможные растворители, спирт, кислоту. Для работы с алюминием, цветными и высоколегированными сплавами, берут новую щетку, чтобы в ней не было микрочастичек углеродистой стали. На отливках перед сваркой удаляют литейную корку, на штампованных заготовках – слой окалины.

Для зачистки используют металлические щетки, наждачную бумагу, напильник, любые абразивные инструменты

Для зачистки используют металлические щетки, наждачную бумагу, напильник, любые абразивные инструменты

Фото сварочных работ

Также рекомендуем посетить:

  • Костюм сварщика
  • Типы сварочных аппаратов
  • Как залудить паяльник
  • Сварочный стол
  • Сварочный аппарат своими руками
  • Сварочный полуавтомат
  • Сварочные провода
  • Сварочные электроды
  • Плазмотрон
  • Как паять
  • Сварочный аппарат для дома
  • Споттер
  • Как запаять радиатор
  • Сварочная проволока
  • Сварочный трансформатор
  • Сварочная горелка
  • Сварка полипропиленовых труб
  • Газовая сварка
  • Сварочный аппарат
  • Плазменный сварочный аппарат
  • Точечная сварка
  • Дуговая сварка
  • Как варить алюминий
  • Сварочная маска
  • Электрододержатель
  • Какой сварочный аппарат выбрать
  • Холодная сварка
  • Сварочный инвертор
  • Как сварить металл
  • Сварочное оборудование

Гибка

Существуют ограничения, связанные с хрупкостью металлов. Радиус сгиба должен превышать толщину профиля иди детали в 25 раз, иначе возможны растрескивания, надломы. С толстостенными заготовками холодным методом не справиться, применяются методы горячей деформации в условиях производства или кузни. Обработка кромок перед горячим деформированием не делается, детали доводят после гибки.

Добиться точного угла сгиба вручную сложно. Это – механизированный этап подготовки металла. Листовой прокат пропускают через гибочные вальцы, гибочные автоматы. Холодная гибка применяется после предварительной подготовки изделий под сварку: снятия кромок, разметки, рассверливания отверстий, если они есть в чертежах или нужны для сборки конструкции.

Толстые полосы последовательно пропускают через 3-валковые или 4-валковые станки. Для придания формы профилю применяют правильно-гибочные прессы.

Радиус сгиба должен превышать толщину профиля иди детали в 25 раз

Радиус сгиба должен превышать толщину профиля иди детали в 25 раз

Сборка деталей под сварку

Подготовленные заготовки нужно зафиксировать в определенном положении. Это касается плоских и объемных конструкций. Заготовки надежно скрепляют, чтобы избежать деформации при сварке.

Величина зазора зависит от линейного расширения сплава. При сборке деталей под сварку придерживаются нескольких правил:

  • к рабочей зоне должен быть максимально свободный доступ;
  • сопряжения укрепляют специальными приспособлениями так, чтобы исключить сдвиг;
  • все повороты, изменения положения конструкции в пространстве сводятся к минимуму;
  • сборка под сварку сложных конструкций осуществляется поэтапно;
  • жесткую фиксацию обеспечивают прихватки на расстоянии 30–80 см друг от друга или беглый шов;
  • полужесткую или временную – струбцина, магнитные уголки, клинья, планочные гребенки, другие приспособления;
  • объемные связи закрепляют болтовыми соединениями.

Прихватка – небольшой шов длиной от 50 до 100 мм, производится расходными материалами, приготовленными для работы. Если используется защитная атмосфера, прихватки тоже делаются в облаке газа. Детали при подготовке желательно соединять с противоположной основному шву стороны. Если прихватки сделаны снаружи, перед сваркой их хорошо зачищают, снимают окалину и верхний оксидный слой. Удобно использовать специальное устройство для точечной сварки, в месте контакта образуется однородный слой.

При подготовке заготовок сложной геометрической формы вместо прихваток делается беглый шов, не превышающий по глубине половины основного. Он зачищается при обработке корня основного шва.

Сборка предусматривает непроизводительные расходы, потерю времени, сил. Однако от надежности положения заготовок зависит прочность металлоконструкции.

Подготовленные заготовки нужно зафиксировать в определенном положении

Подготовленные заготовки нужно зафиксировать в определенном положении

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *