Методы сварки тонколистового металла

Как варить тонкий металл

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.

При сваривании тонких металлов листы перегреваются и изгибаются

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.

Если хорошо зачистить кромки, может получится хороший шов

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.

Положения электрода при сварке и их использование

Общая рекомендация по выбору электродов для сварки тонких металлов: купите для такой работы качественные импортные электроды. Проблем будет в разы меньше.

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 тут.

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.

Так выглядит прерывистый шов на тонком металле

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

Читать еще: Шпаклевка потолка своими руками и трещины

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.

Так выглядит шов при сварке тонкого металла встык с проложенной снизу термоотводящей проволокой

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».

Как сварить беседку из металла читайте тут. Возможно, вам будет интересно прочесть как сделать мангал из газового баллона или металла? Вещь нужная и для освоения сварки подходящая.

Сварка оцинковки

Оцинкованная сталь — та же тонкая листовая, только покрытая слоем цинка. Если вам необходимо сварить ее, на кромках под сварку придется это покрытие удалить полностью, до чистой стали. Есть несколько способов. Первый — снять механически: абразивным кругом на болгарке или шлифмашинке, наждачной бумагой и металлической щеткой. Есть еще способ — выжечь сваркой. В этом случае дважды проходят электродом проходят вдоль шва. При этом идет испарение цинка (он испаряется при 900°C), а его пары очень ядовиты. Так что эти работы проводить можно или на улице, или если на рабочем месте есть вытяжка. После каждого прохода нужно сбивать флюс.

Сварку оцинковки лучше проводить на открытом воздухе: испаряющийся цинк очень вреден

После полного удаления цинка начинается собственно сварка. При сварке оцинкованных труб для получения хорошего шва нужны будут два прохода разными электродами. Первый шов варят электродами с рутиловым покрытием например, МР-3, АНО-4, ОЗС-4. При этом колебания имеют очень небольшую амплитуду. Верхний шов — облицовочный делать шире. Он примерно равен трем диаметрам электрода. Тут важно не спешить и хорошо проваривать. Этот проход используют электроды с основным покрытием (например,УОНИ-13/55, УОНИ-13/45, ДСК-50).

Как варить тонкий металл электродом

Ремонт тонкостенных деталей и конструкций сложен даже для квалифицированных сварщиков, которые знают, как сваривать листовой металл большой толщины. Этот опыт бесполезен при работе с тонкостенными заготовками, которая выполняется по иным правилам. Без знания специфики сваривания тонкого металла электродом невозможно создать качественное соединение.

Особенности сварки тонколистового металла электродом

Проблемы, возникающие в ходе сваривания тонкого металла, похожи на брак при работе с толстостенными заготовками. Соединение листов толщиной меньше 2 мм затруднено несколькими факторами:

Из-за малой толщины часто прожигается металл при неверной установке тока или медленном ведении электрода.
Если, опасаясь прожога, сварку тонколистового металла проводить слишком быстро, останутся несоединенные места. Не проваренные участки также остаются при увеличении длины дуги, из-за чего кромки прогреваются слабо, а расплав растекается по поверхности. После очистки шов не будет герметичным, уменьшится его стойкость к излому и разрыву.
При сварке по тонкому металлу с обратной стороны стыка образуется выпуклый валик. Проблему наплыва решают подкладыванием подложек, снижением силы тока, изменением способа наложения шва.
Из-за сильного нагрева возможна деформация заготовок в виде волн и изгибов. Их после остывания выправляют резиновым молоточком, если нет особых требований по внешнему виду. В противном случае перед свариванием тонкого металла принимают меры для предотвращения перегрева.
Из-за неумения держать короткую дугу или при установке малого тока, у новичков нередко залипают электроды при сокращении промежутка между ними и стыком. Шов становится не равномерным и не качественным.

Выбор электродов и настройка режимов сварки

Для сварки тонкого 3 мм металла нужны марки с рутиловой обмазкой, замедляющие плавление сердечника, иначе они будут быстро сгорать. На концах электродов с тугоплавким покрытием образуется козырек, препятствующий повторному розжигу дуги. Сердечник должен быть сделан из того же материала, что и заготовки или близкого по составу. Работа выполняется аппаратом переменного или постоянного тока, поэтому предпочтительны универсальные электроды. Перед сваркой тонкого металла их необходимо прогреть при температуре 170⁰C. После предварительного прокаливания легче зажигается и удерживается дуга без образования брызг.

В зависимости от толщины заготовок, диаметр электрода и сила тока определяются по таблице:

Толщина заготовки, мм

Ток

Диаметр электрода, мм

Если у аппарата есть настройка начального напряжения, необходимо установить начальный ток на 20% ниже рабочего. Это избавит от прожога при зажигании дуги. Если такая опция отсутствует, сварку по тонкому металлу начинают с разжигания дуги на графитовой пластине с последующим переносом на стык.

Поскольку для сварки на тонком металле нужен малый ток, диапазон регулировки должен начинаться с 10 А. Если у аппарата минимальное значение выше, массу подключают через стальную пружину или балластное устройство, которые снижают ток до требуемого значения. При наличии импульсного режима можно сваривать сталь толщиной менее 0,5 мм. В промежутках между импульсами заготовки будут остывать.

Читать еще: Балкон алюминиевый профиль монтаж своими руками

Технология сварки

Перед свариванием тонкого металла заготовки возле стыка и в месте подключения массы очищают от грязи. Работу выполняют в следующем порядке:

Для лучшего зажигания дуги с кончика электрода удаляют 5 мм покрытия.
Чтобы при сварке на тонком металле уменьшить вероятность деформирования, заготовки прихватывают между собой точками или отрезками длиной 1 см по всей длине соединения.
Электрод держат на расстоянии 2 — 3 мм от поверхности стыка. Для качественной сварки тонкого металла длина дуги не должна быть больше диаметра сердечника электрода.
Наложение шва начинают после образования сварочной ванны. При движении дуги она должна сохранять овальную форму, перемещающуюся вдоль стыка.
Чтобы расходник не залипал, нельзя им тыкать по стыку во время наложения шва. Новичкам лучше пользоваться аппаратом с опциями антиприлипания и форсирования дуги.
При сваривании листового металла держатель держат под углом 45 — 60⁰. При большем наклоне шов будет всплывать, образуя выпуклый валик, не проваривая кромки заготовок.
Шов накладывается слева направо или к себе, вертикальное соединение выполняется снизу вверх.
Сварку на тонком металле проводят без рывков и остановок с равномерной скоростью без поперечных движений.
При работе постоянным током соблюдается обратная полярность, когда держатель подключен к плюсу. Это снижает вероятность прожога, так как уменьшается нагрев его кончика.
После остывания соединения сбивают шлак, проводят проверку на отсутствие не проваренных участков и прожогов.

Способы сварки тонких листов металла

Когда листы необходимо соединить под углом, сварку тонкого металла выполняют методом отбортовки. Для этого края заготовок загибают под нужным углом и прихватывают между собой с шагом 5 — 10 см. Затем стык проваривают сплошным швом, не прерывая дуги.

Для соединения внахлест листы накладывают один на другой с перекрытием 1 — 3 см. Таким образом создается основание для наложения шва. Чтобы не было зазора, сверху кладут что-нибудь тяжелое. Дугу ведут в основном по нижнему листу, чтобы не допустить подрезов верхнего.

Для соединения встык листы кладут вплотную один к другому без зазора и разделки кромок, прихватывают в нескольких местах. В зависимости от требований и условий соединение выполняется:

Точечным швом, если нет требований по герметичности. По всей длине стыка делают прихватки с промежутками, равными трем диаметрам электрода.
Сваркой тонкого металла в шахматном порядке отрезками по 10 см. При таком способе тепло равномерно распределяется по стыку без его деформации.
Прерывистым способом. Начав сварку по тонкому металлу, электрод кратковременно отводят от шва, а затем продолжают накладывать с той же точки. В моменты прерывания дуги температура заготовок понижается. Чтобы не допустить чрезмерного остывания, работу выполняют инвертором, настроенным на ток немного больше требуемого.
Теплоотводящей проволокой диаметром 2 — 3 мм уложенной заподлицо вдоль стыка. Для сварки на тонком металле лучше использовать расходник, очищенный от покрытия. Дугу ведут по проволоке, на которую приходится большая часть тепловой нагрузки. Кромки нагреваются периферийными токами. После удаления проволоки не остается заметных следов. Этим же способом заваривают места прожогов.
На металлических пластинах из меди, отводящих излишки тепла, которые подкладывают снизу.

Сварка оцинкованных листов

Перед свариванием тонкостенного металла, покрытого цинком, места возле стыка зачищают до стали шлифовальной машинкой, наждачной бумагой или щеткой с металлической щетиной. Для быстрого удаления покрытия его можно выжечь, дважды пройдясь дугой по стыку. Однако пары цинка очень ядовиты, поэтому работа проводится в помещении с эффективной вытяжной вентиляцией или на открытом воздухе. После очистки выбирается один из способов сваривания тонкого металла электросваркой.

Начинающим сварщикам не стоит сразу браться за освоение сваривания встык, так как для его проведения нужен опыт и твердая рука. Лучше сначала потренироваться на соединении внахлест, где ниже вероятность прожога. После обретения навыков будет проще освоить более сложные способы.

Сварка тонколистового металла

Проведение сварочных работ требует высокой квалификации и знаний, особенно когда производится сварка тонкого металла. Хотя металл считается тонколистовым при толщине от 5 мм, наибольшие проблемы возникают при работе с изделиями, толщина которых не превышает 2,5 мм. Применяется несколько технологических приемов, позволяющих сваривать тонкостенные изделия.

Виды сварных соединений и технологии

Существует два основных способа соединения заготовок, с помощью которых осуществляют сварку тонкого металла – внахлест и встык, но при этом имеются несколько технологий выполнения:

сварка на весу;
с использованием медной неостающейся подкладки;
сварка с остающейся подкладкой;
сваривание с расплавляемой подкладкой.

Если используются автоматические или полуавтоматические сварочные устройства, то применяют методы сварки тонких листов на флюсовой или меднофлюсовой подушке.

Читать еще: Бассейн в бане или сауне своими руками

Сварка на весу

Этот метод требует предварительной прихватки заготовок, прихватка обеспечивает правильное взаиморасположение свариваемых листов и минимальный зазор по всей длине шва. Длина прихватки зависит от толщины материала, но обычно не превышает 25 мм, оптимальное расстояние между прихваточными швами 250–300 мм. Для выполнения прихватки используются те же электроды, что и для основного шва.

Сварка на весу не требует дополнительных приспособлений, что является преимуществом метода, а из недостатков следует упомянуть затраты времени на подготовительные работы и риск появления непровара.

Неостающаяся подкладка

Сварка тонкого металла данным методом предусматривает использование медной пластины в качестве подкладки под место стыка. Пластина исключает непровар и прожоги, отводя лишнее тепло от сварочной ванны, кроме того, она формирует обратную сторону шва. Процесс может выполняться с зазором между кромками листов и без зазора. Применяются гладкие пластины или пластины с канавкой, в первом случае обратная сторона будет иметь плоскую поверхность, а во втором – сформируется выпуклость. Главное условие выполнения качественного соединения – плотный контакт между подкладкой и заготовками.

Подобная технология применима и при сваривании тонкостенных труб, плотное поджатие обеспечивает специальный прижимной механизм. Несмотря на эффективность этого метода его использование имеет ограниченный характер, так как установить медный элемент перед началом работы и удалить после ее окончания не всегда возможно.

Остающаяся подкладка

Эта технология сварки тонколистового металла имеет определенные недостатки, но, когда невозможно использовать медные пластины, то этот вариант наиболее подходящий. В качестве материала для остающейся подкладки требуется металл с составом близким к составу заготовок. Функция элемента – исключение прожогов и непроваров. Пластину приваривают к одному из соединяемых листов, после чего выполняется основное сварное соединение. Приварка пластины к обеим кромкам недопустима из-за увеличения жесткости соединения и риска появления трещин.

Расплавляемая подкладка

Применение расплавляемого элемента при сварке тонкого металла не только страхует от непроваров и прожогов, но и существенно увеличивает прочность соединительного шва. В качестве расплавляемой подкладки возможно применение проволоки, но при этом необходимо чтобы ее химический состав соответствовал составу свариваемых материалов. Технология выглядит следующим образом – расплавляемый стержень помещают в зазор между кромками заготовок и проваривают, металл подкладки заполняет зазор, формируя шов.

*Чтобы не искать подходящую проволоку, сварщики используют стержни электродов, но предварительно необходимо удалить обмазку.

Нюансы сварочных работ

Для того чтобы сварка тонкого металла не доставляла сложностей, опытные специалисты пользуются различными приемами для качественного выполнения работы. Одной из главных проблем сваривания тонкостенных изделий является образование сквозного проплавления – прожога, бороться с этим явлением можно несколькими способами:

использованием подкладок;
сваркой на малых токах с применением электродов со специальным покрытием;
переключением на обратную полярность;
соединением заготовок внахлест;
свариванием с отрывом дуги.

Сила тока в амперах

Уменьшить риск прожога позволяет установка тонкостенных изделий в вертикальное или наклонное положение, шов формируют сверху вниз, в этом случае минимизируется прогрев металла.

***При работе с оцинкованной листовой сталью, сварочные работы можно проводить только после полного удаления цинкового слоя, необходимо помнить, что пары цинка ядовиты. Поэтому его рекомендуется удалять с помощью абразивных кругов или наждачной бумаги.

Сварка нержавейки

Когда сварка тонкого металла применяется для конструкций из нержавеющего сплава, то возникают дополнительные трудности, связанные со свойствами материала:

повышенные параметры линейного расширения и литейная усадка, ведущие к деформации металла и появлению трещин;
сниженный коэффициент теплопроводности, по сравнению с низкоуглеродистыми марками стали в 1,5–2 раза, вследствие чего риск сквозного проплавления выше;
высокий уровень электрического сопротивления, который приводит к сильному нагреву электрода;
возможность возникновения межкристаллической коррозии, при неправильном температурном режиме сварки.

Представленные проблемы решаются следующим образом – сварка с уменьшенной силой тока, использование укороченных (не более 35 см) хромоникелевых электродов, охлаждение шва воздушным потоком или даже водой.

Требования, предъявляемые сварным конструкциям, могут различаться, поэтому сварка нержавейки производится несколькими методами, с использованием плавящихся и неплавящихся электродов. При толщине материала более 1,5 мм применяют вольфрамовые электроды с защитой из инертного газа, для тонкостенных труб больше подходят плавящиеся электроды с аналогичной защитой. Тонкий металл до 0,8 мм соединяют импульсной дуговой сваркой, а для более толстых листов используют короткую дугу. Если к месту соединения не предъявляется повышенных требований, то оптимальным вариантом считается сваривание электродами с покрытием определенного состава, например, ОЗЛ-8, ЦЛ-11, НИАТ-1 с изменением полярности.

Оборудование для сварки

Если исключить дорогостоящие автоматические сварочные машины, то наиболее подходящим для сварки тонкого металла будет инверторное устройство, это обусловлено тем, что инвертор позволяет производить точные настройки силы тока, а также дает возможность варить постоянным током обратной полярности. Чтобы получить высокое качетво сварного шва, лучше обращайтесь к профессионалам/ Компания ЗАО «Завод Пиляко» осуществляет все виды сварочных работ, в том числе сварку тонколистового металла. Мы всегда предоставляем нашим клиентам гибкие условия сотрудничества, соблюдая и сроки заказа, и технические требования.

Источники:

http://stroychik.ru/tools/svarka-tonkogo-metalla
http://svarkaprosto.ru/tehnologii/svarka-tonkogo-metalla-elektrodom
http://piliako.com/stati/item/15-svarka-tonkolistovogo-metalla

голоса

Рейтинг статьи