Сварка и строжка угольным электродом: технология, особенности, как сделать своими руками

Общая информация о сварке угольными электродами

Этот вид сварки применяется редко. Структура основного материала не подходит для сварки большинства металлов. Однако есть сплавы, в которых он показывает себя хорошо.

Это цветные металлы, малоуглеродистая сталь или чугун, толщина которых не превышает 3 мм. А также при пайке медных проводов.

Ключевым показателем этого материала является то, что он не плавится при воздействии высоких температур. Происходит только плавление и испарение медного покрытия на поверхности присадочного материала.

Благодаря такой структуре смешения присадочного материала с металлом в детали не происходит. Это обеспечивает минимальный расход проволоки и необычные свойства процесса для сварщиков, работающих с расходными материалами.

Сварка металлических поверхностей с использованием неплавящихся присадочных материалов происходит путем подмешивания металла в сами детали. Под воздействием высоких температур кромки детали оплавляются.

Расплавленный металл заполняет сварное соединение и образует сварной шов.

Если величина зазора между деталями не позволяет сформировать надежный шов только за счет смешения основных металлов, для соединения используется присадочная проволока.

Газовая сварка

В качестве горючего газа чаще всего используют ацетилен, расход которого (по мощности горелки) должен составлять 100 л/ч на 1 мм толщины свариваемого изделия. Практикующему врачу также понадобится присадочный стержень, представляющий собой проволоку из алюминия или его сплавов. Диаметр зависит от толщины обрабатываемого изделия и варьируется от 1,5 до 5,0 мм.

Эта технология предполагает использование специальных флюсов, препятствующих окислению металла и способствующих удалению окислов. Флюс подается в рабочую зону либо вместе с присадочным стержнем, либо в виде пасты на свариваемые кромки. Флюсы удаляют после сварки промывкой швов горячей водой или 2% раствором хромовой кислоты.

При сварке деталей, толщина стенки которых превышает 4 мм, необходимо выполнять разделку кромок; свыше 8 мм. — требуется местное или общее отопление. Сварка осуществляется слева.

Наиболее популярные марки

На рынке представлены 2 основных типа угольных электродов. Это СК и ВДК. Они предназначены для обычной сварки и воздушно-дуговой сварки.

Электроды Esab Arcair – самые распространенные на российском рынке. Они выполняют следующую работу:

• устранение дефектов;
• ремонт изделий и конструкций;
• снятие швов;
• подготовительные работы;
• удаление лишнего материала;
• обрезка лишней арматуры и фрагментов изделий.

В этом видео вы можете увидеть, как выполняется воздушная дуговая сварка:

Применение стержней и особенности работы с ними

Графитовый электрод нашел применение не только для сварочных проволок: он используется в гораздо большем списке операций.

Прутки сварные графитированные необходимы для предварительной обработки металлических поверхностей перед сваркой, а также других видов обработки, резки металлических заготовок, зачистки металлических кромок и т д. Электроды этого типа активно используются не только в металлургии, но и в юридических процессах.

Читайте также: Сварка проволокой – обзор методов и оборудования

Графитовые сварочные электроды позволяют быстро и с высокой эффективностью срезать заклепки, прошивать элементы из легированной углеродистой стали.

Актуальны они и при плавке стали и чугуна, а также некоторых сплавов в электротермических печах. А благодаря наличию ниппелей такие стержни можно соединять между собой, что позволяет наладить непрерывный запас расходных материалов для сварки в печи.

Графитовые стержни актуальны и для других операций:

• сварочные работы с изделиями из цветных металлов, тонкими металлическими элементами;
• заварка дефектов, появившихся при нарушении технологии литья;
• поверхностная обработка деталей из твердого сплава до металлической основы.

Часто графитовые электроды используют для сварки вместе с добавкой, которую добавляют в процессе работы или помещают заранее на место шва.

Стоит помнить, что работа с графитом и сварочным аппаратом имеет свои особенности, которые обязательно следует учитывать, чтобы добиться прочных, максимально прочных и надежных сварных соединений:

1. Для экономии расхода сварочного электрода и поддержания дуги на стабильном уровне при длительной сварке используйте правильную полярность. То есть минус надо использовать именно на электроде.
2. Важно проводить сварочные процессы с учетом влияния внешних факторов на стабильность дуги, это позволит добиться лучшего результата.
3. При работе с графитовыми электродами значение КПД ниже, чем при работе с одноразовыми электродами.
4. Сварные соединения при сварке графитом характеризуются средней пластичностью. Кроме того, в швах могут быть пустоты, что влияет на долговечность.

По этим причинам сварку графитом должен проводить квалифицированный мастер, а новичкам в этих делах следует заранее потренироваться.

Существует два технологических приема, актуальных для работы с графитовыми стержнями:

1. Материал подается непосредственно в пламя дуги. При этом свариваемая проволока располагается между металлическим элементом и электродом под углом 30 градусов и подается несколько раньше, чем сам электрод. Угол подачи штанги составляет 70 градусов, что позволяет значительно ускорить процесс работы.
2. Мастер приваривает валик основного металла с помощью электрода, после чего в него подается добавка. Основное отличие этой технологии в том, что сначала подается прут и только после этого проволока.

Подготовка

Металл перед сваркой углем необходимо тщательно подготовить. Все поверхности тщательно очищаются. Если имеются значительные неровности, их необходимо отшлифовать. Сила тока должна регулироваться очень тщательно. Он должен строго соответствовать диаметру используемых электродов.

Горелка и все шланги должны быть очищены и отремонтированы. Каждый сварщик лично осматривает все используемое оборудование. При обнаружении существенных проблем их необходимо устранить. Если этого сделать нельзя, необходимо остановить работы и воспользоваться услугами по капитальному ремонту. Не проводите сварку в некомфортных стесненных условиях (впрочем, это касается не только использования угольных электродов).

Достоинства и недостатки графита

Графитовые электроды способны проводить ток, не плавясь, что происходит с проволокой из других материалов. Это важнейшая характеристика таких изделий. Графитовые электроды доступны с наконечниками различной формы и длины, они могут быть простыми или покрытыми медью.

Опишем наиболее выгодные свойства электродов этого типа:

• доступная цена, широкое распространение;
• экономичное потребление;
• материал, из которого изготовлен стержень, не прилипает к соединяемым деталям;
• способность быстро нагреваться до температуры плавления металла;
• для зажигания дуги при работе в качестве преобразователя потребуется ток 5-10 А.

Также следует отметить, что сварной шов на медных проволоках, выполненный своими руками графитированными электродами, устойчив к коррозии, высоким температурам, но сама проволока не подвержена трещинам в процессе работы.

Таблица режимов сварки графитированными электродами.
С их помощью можно сваривать медный стержень или алюминиевую проволоку, но графитовые сварочные электроды имеют ряд недостатков, о которых не следует забывать:

• сварное соединение с использованием графитовых стержней затруднено, так как они имеют небольшой диаметр – 6 мм;
• эксплуатационные параметры соединяемых деталей могут ухудшаться из-за повышенной концентрации углерода в металле, что провоцируется применением графитовых стержней;
• графитовые электроды с определенным типом наконечника нужны для выполнения узкого перечня операций, поэтому важно выбирать разные виды такой детали для стержней при выполнении разных видов работ;

Горелки для строжки

Шарнирные горелки предназначены для выполнения дугового долбления, резки и удаления дефектов с использованием омедненного угольного электрода различных диаметров и форм в зависимости от выполняемых работ — круглой (стандартный диаметр от 4 до 19 мм), полукруглой, прямоугольной формы. Электроды, плакированные углеродистой медью, могут быть тупыми или несочлененными. Среди сопряженных электродов чаще всего применяют электроды диаметром от 16 до 19 мм. Использование сопряженных электродов экономически выгодно.

Для этих работ требуется дрель, мощный сварочный аппарат и воздушный компрессор.

Рекомендации по стрижке и обрезке:

УГЛЕРОДИСТАЯ И НИЗКОЛЕГИРОВАННАЯ СТАЛЬ

Используйте обратную полярность постоянного тока (DCEP). Вы также можете использовать переменный ток, но в этом случае переменный ток будет вдвое менее эффективен, чем постоянный.

НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ

Используйте обратную полярность постоянного тока (DCEP). Вы также можете использовать переменный ток, но в этом случае переменный ток будет вдвое менее эффективен, чем постоянный.

ЧУГУН, В ТОМ ЧИСЛЕ ПРОЧНЫЙ И ВЫСОКОПРОЧНЫЙ (С УЗЛОВЫМ ГРАФИТОМ)

Используйте электрод CCDC диаметром 12,7 мм или больше при максимальном номинальном токе. Угол по отношению к заготовке 70°, глубина резания не должна превышать 12,7 мм за проход.

МЕДНЫЕ СПЛАВЫ (СОДЕРЖАНИЕ МЕДИ 60% И МЕНЕЕ)

Используйте постоянный ток с прямой полярностью (DCEN) при максимальном номинальном токе.

АЛЮМИНИЕВАЯ И АЛЮМИНИЕВО-НИКЕЛЕВАЯ БРОНЗА (МОРСКОЙ СПЛАВ)

Используйте постоянный ток с прямой полярностью (DCEN) при максимальном номинальном токе.

НИКЕЛЕВЫЕ СПЛАВЫ (СОДЕРЖАНИЕ НИКЕЛЯ БОЛЕЕ 80 ВЕС)

Используйте переменный ток переменного тока.

НИКЕЛЕВЫЕ СПЛАВЫ (СОДЕРЖАНИЕ НИКЕЛЯ МЕНЕЕ 80 ВЕС)

Используйте постоянный ток обратной полярности (DCEP) при максимальной силе тока.

МАГНИЕВЫЕ СПЛАВЫ

Используйте постоянный ток обратной полярности (DCEP) и очистите канавку проволочной щеткой перед сваркой

АЛЮМИНИЙ

Используйте обратную полярность постоянного тока (DCEP). Перед сваркой очистить проволочной щеткой. Вылет электрода (длина электрода от фрезы до заготовки) не должен превышать 76,2 мм.

ТИТАН, ЦИРКОНИЙ, ГАФНИЙ И ИХ СПЛАВЫ

Перед резкой или затиркой при подготовке к твердому шлифованию механически удалите поверхностный слой с заготовки.

ПРИМЕЧАНИЕ. Если процесс наплавки требует предварительного нагрева, используйте предварительный нагрев и для процесса заливки/резки.

Таблица выбора угольного электрода по силе тока:

Диаметр, мм / Мощность, А	3.2	4.0	4,8	6.4	7,9	9,5	1. 3	16	19
Постоянный ток мин	60	90	200	300	350	450	800	1000	1250
Макс постоянный ток	90	150	250	400	450	600	1000	1250	1600
Мин переменный ток	200	300	350
ACmax	250	400	450

Внутреннее устройство угольного электрода

Это расходники чаще круглого сечения, диаметр которых может быть самым разным – от 5 до 25 мм. Длина стекол также разнообразна: от 25 до 300 мм. Типы с наибольшей длиной используются для сварки в труднодоступных местах.

По форме они доступны в нескольких вариантах: с круглым, полукруглым, прямоугольным и полым сечением. Чаще используются круглые и полукруглые расходные материалы – с ними сварочный шов соответствует всем требованиям технических норм.

У прямоугольных брусков есть свои задачи: они отлично справляются с ремонтом самых разнообразных дефектов стальных поверхностей. В случае полых расходных материалов их функцией является способность образовывать U-образную канавку в месте сварки.

Технология производства включает отдельные этапы. Сначала формируется смесь, затем из нее формируются стержни. Третьим важнейшим технологическим этапом является специальная термическая обработка вновь сформированных стержней. Качество расходных материалов зависит от стадии термического производства.

Технологическая схема производства угольных электродов.

Иногда путают два типа специализированных стержней: угольные и графитовые электроды. Путать их нет смысла, это разные расходники как по составу, так и по области применения.

Существует еще один вид угольных электродов — так называемые омедненные. Это стержни с медным покрытием. Это делает их более прочными, сохраняя при этом все остальные свойства в той же форме.

Оборудование и инструменты

Для долбления металла используется обычное сварочное оборудование, только мощное, способное обеспечить быстрое расплавление материала. Сила тока, используемого для затирки, от 300 А. Компрессор должен обеспечивать давление до 10 бар.

Помимо угольных электродов 15×25 с медным покрытием, ОЗР-1 применяют для сварки и резки медных сплавов, чугуна. Для стали — электроды класса АНР-2, АНР-2М.

Станки плазменной резки делятся на группы по мощности и производительности:

• воздушно-плазменный ручной;
• портал;
• портативный для работы в дороге.

Ручные агрегаты можно использовать дома и в небольших мастерских. Остальное оборудование предназначено для промышленной резки в стационарных и полевых условиях.

Затирка, особенно электродами и специальной фрезой, доступна для применения в домашних условиях при ремонте различных механизмов и трубопроводов. В основном применяется для резки сварных швов или отливки заготовок на металлургических предприятиях и при ремонте металлоконструкций.

Описание технологии

В начале работ (как перед сваркой, так и перед затиркой) всегда проводится подготовка. Включает в себя зачистку зоны сварки на поверхности детали. Зачистку проводят наждачной бумагой, шлифмашинкой или напильником.

Удаляются все очаги коррозии, включения посторонних материалов, загрязнения, неровности. После этого поверхность обрабатывается обезжиривающей жидкостью. Качество сварки будет зависеть от качества зачистки.

Уровень силы тока устанавливается в зависимости от диаметра электрода. При размере 4 мм сила тока должна достигать 150-200 ампер. Если размер бруска больше, сила тока увеличивается, если меньше – уменьшается.

Для стабильности дуги стоит установить постоянный вид тока. Полярность установлена ​​на отрицательную. Это также снизит расход материала.

Флюс используется для улучшения герметичности сварного шва и стабилизации дуги во время заливки цементным раствором и сварки. Бывают нескольких видов: порошковые, пастообразные, жидкие. Можно использовать любой, но для домашнего использования больше подойдет форма пасты или жидкости.

Для лучшего эффекта в состав флюса должны входить ионизирующие вещества. Сам флюс наносится на поверхность сварки и распределяется тонким равномерным слоем.

Затем присадочный элемент вставляется в держатель, зажигается дуга и образуется сварочная ванна. Зажигание дуги осуществляется постукиванием (ударом) кончика рабочего элемента по металлической поверхности.

При работе видимая часть наполнителя не должна превышать 7 см. Продвижение по стыку должно быть плавным с учетом оплавления кромок и образования стыка.

Сварка деталей, как и долбление угольным электродом, актуальна в домашних условиях, но для этого необходимо использовать оборудование заводского производства. Самодельные аппараты для такой сварки не подходят из-за отсутствия возможности регулировки силы тока.

Преимущества

Среди преимуществ:

• Относительно высокая скорость процесса сварки;
• Высокая экономичность, за счет уменьшения количества расходных материалов;
• Гибка и другие подготовительные операции с деформацией быстрее, проще и могут быть выполнены вручную;
• Здесь требуется минимальная подготовка металла к сварке, так как практически нет необходимости обрабатывать кромки и создавать углы на поверхности сварки.

Область применения графитированных электродов

Графитовые электроды необходимы для различных операций. Применяются при обработке поверхности перед сваркой, резке заготовок, зачистке кромок металлических деталей.

Также их используют для плавки чугуна, сплавов, для электродуговых печей. Наличие ниппелей облегчает соединение стержней между собой. Такая подготовка позволяет устранять неисправности подачи расходных материалов для сварки в печах.

Используя графитовые стержни для сварки медной проволоки и дуговой резки, можно уменьшить количество обрезков и ошибок при сварке.

Они также подходят для следующих операций:

1. Сварка элементов из цветных металлов.
2. Заварка дефектов, полученных из-за нарушений технологии литья.
3. Наплавление твердосплавных элементов на металлическую основу.

Сварочные электроды могут использоваться с добавкой, которую добавляют в процессе работы или размещают в месте расположения шва.

Для уменьшения окисления элементов при сварке необходимо выполнить следующие действия:

1. Для духовых шкафов обеспечить герметичность.
2. Ограничьте температуру поверхности электродов в допустимых пределах.
3. Используйте защитные чехлы.
4. Уменьшите длину обогреваемой части, тщательно продумайте расположение свода печи.
5. Обеспечить улучшение свойств электрода.

Для работы с мощными дуговыми печами допускаются медные стержни с графитовыми наконечниками.

Строжка металла плазменным резаком

Воздушно-плазменная резка является одним из наиболее распространенных методов резки металла с относительно недорогим процессом. Резка металла осуществляется с помощью плазменной струи, которая расплавляет и выдувает металл из зоны резки. В качестве плазмообразующего газа при воздушно-плазменной строжке используется воздух, поступающий в плазмотрон от компрессорно-ресиверной системы или общего производственного воздухопровода. Плазменный ток создается в плазмотроне в результате прохождения интенсивного воздушного потока через дуговой разряд между электродом и соплом, а температура достигает 25000 градусов Кельвина.

Одним из видов плазменной резки является плазменная строжка. Отличие физики процесса заключается в форме плазменной дуги. Так при плазменной резке дуга сжимается для большей концентрации и сужения зоны реза, а при плазменном строгании дуга шире при меньшей интенсивности. Если использовать сжатую дугу, как при резке, канавка получится глубокой и узкой, что не обеспечит необходимого качества при обработке металла. При заливке плазмотрон располагают под углом по отношению к поверхности изделия, что обеспечивает плавление и продувку металла. Плазменная строжка применяется для удаления дефектных швов, заусенцев, входов, наплавленных слоев для дальнейшей обработки, ремонтно-восстановительных работ.

Плазменная строжка по сравнению с другими альтернативными методами (воздушно-дуговая строжка, механическая и др.) имеет ряд преимуществ, в частности: снижение дымо- и газовыделения, снижение выброса металла в газообразном виде, значительно лучшее формирование и качество разделки, низкая технологичность стоимость, низкий уровень шума. Снижение газовыделения связано с тем, что основной металл удаляется потоком плазмы и не взаимодействует с атмосферой. После плазменного строгания формируется дорожка достаточно высокого качества без металлических и неметаллических включений, не требующая дополнительной обработки.

Например, при дуговой строжке угольным электродом оставшийся от электрода углерод может растворяться в поверхностном слое детали, образуя слой пониженной пластичности и повышенного содержания углерода, вызывая проблемы при сварке и способствуя образованию трещин. Высокая производительность плазменной строжки, низкая стоимость источников питания и расходных материалов (срок службы электрода и сопла может достигать 6-7 часов машинного времени), эффективное использование электроэнергии делают процесс дешевым и в 3-4 раза быстрее, чем воздушно-дуговой или механический затирка.

Для обеспечения качественной плазменной прошивки необходимо наличие специальных насадок, которые придадут дуге правильную форму. Ток для долбления обычно 100А, при меньших значениях тока будет снижаться только производительность, при этом качество останется на высоком уровне. Также можно использовать специальные плазмотроны с дополнительной полимерной защитой от брызг расплавленного металла, что продлит срок службы самого плазмотрона. Размер канавки при заливке зависит от силы тока, скорости заливки и угла наклона плазмотрона. Наиболее эффективный угол наклона 30-40° при длине дуги 12-25 миллиметров, при съеме большого количества металла за один проход. Для снятия верхнего тонкого слоя металла с поверхности на плазмотроне используется небольшой угол наклона.

Плазменная строжка имеет широкое промышленное применение, в том числе благодаря лучшему доступу к труднодоступным местам, высокой точности и легкому контролю глубины шва. Благодаря своим преимуществам плазменная строжка хорошо зарекомендовала себя при ремонте железнодорожного транспорта, в судостроении, обслуживании грузовых автомобилей, карьерных работах, бронетехнике, а также в литейном и машиностроении.

Угольные электроды в домашних мастерских

Схема сварки медной проволокой.

Для работы с ними на профессиональном уровне вполне подойдет традиционный аппарат электродуговой сварки. Одним из преимуществ является очень скромный ток для создания электрической дуги из-за низкой теплопроводности: достаточно 3-5 А.

Электродугу можно растянуть на длину до 50 мм, очень легко и комфортно проходить по будущему шву за счет медленного испарения электрода при сварке и отсутствия эффекта прилипания.

обучение сварке угольными электродами на примерах соединительных проводов, металлических заготовок с тонкими кромками и так далее – замечательная возможность быстро и качественно освоить все навыки.

Важный совет: данный вид сварки следует проводить только внутри помещений. Дело в том, что дуга в таких технологиях может погаснуть при малейшем дуновении ветра, не говоря уже о газовых потоках, магнитных полях и других факторах окружающей среды.

Затачивать электрод лучше всего с обоих концов: в этом случае не нужно будет тратить лишнее время на перестановку расходных материалов в держателе. Кроме того, снизится риск перегрева расходных материалов при сварке.

А с острыми концами держатель может повернуться на 180° при перегреве одного конца, чтобы продолжить работу другим концом. Это также позволит сэкономить на расходных материалах.

Неплавящиеся угольные электроды иногда применяют для сварки медных рельсов в трансформаторах на подстанциях. Медные проволоки тоже варят, но это в основном в небольших ремесленных мастерских.

В качестве наполнителя лучшим вариантом являются стержни из бронзового сплава. Они бывают разного диаметра, который необходимо подбирать исходя из толщины соединяемых металлических заготовок, которые используются в расчетах по специальной формуле.

Еще один вид работ, где используются угольники – резка металла.

Где применяются?

Важнейшей характеристикой расходных материалов на древесный уголь является их универсальность. Область применения разнообразна: от резки металлов до обработки поверхности и сварки. Заготовки могут быть любой формы, номенклатура соединяемых деталей гораздо шире, чем у электродов с металлическими стержнями.

Природа металлов также позволяет почти все:

Сталь

Могут быть сплавы по всем направлениям: нержавеющая сталь, низкоуглеродистые сплавы, низколегированные или высоколегированные марки и так далее

Чугун и бронза

Вполне по прочности угольного электрода. Здесь есть технический нюанс: конец должен быть заточен под углом 65°.

Цветные металлы

Здесь тоже необходимо заточить кончик расходника, угол в данном случае составляет 30°. Сообразительные и опытные сварщики предпочитают для сварки капризных цветных металлов карбоновые модели, а не традиционную пайку. Делается это из-за более высокого качества соединения – прежде всего его прочности.

Дополнительным преимуществом является экономия времени: сварка угольным электродом требует гораздо меньше манипуляций с паяльником и припоем с кислотой.

Углеродный электрод чаще применяют при промышленных сварочных работах на автоматическом оборудовании. Одной из особенностей является редкое подключение переменного тока. Дело в том, что дуга в этом случае очень неустойчива, и выровнять ее сложно.

Частичная стабилизация дуги может быть достигнута только при нанесении флюсовой пасты по линии шва или разреза.

Основной источник питания – постоянный ток с прямым подключением полярности, когда положительный полюс находится на заготовке, а отрицательный – на углеродном стержне. Сила тока нужна бог знает какая, чтобы образовать дугу длиной, например, в пять сантиметров достаточно 5 А.

Сварка угольным электродом.

При неправильном подключении полярности — по реверсивному типу, электрод сразу перегреется полностью — по всей длине, в результате чего выгорает углеродистая масса и снижается качество процесса сварки.

Существенным преимуществом углеродных расходных материалов является отсутствие при сварке очень неприятного явления – прилипания стержня к поверхности свариваемой детали. Это связано с низкой скоростью выгорания массы расходуемого материала.

Прилипания не происходит даже при нарушении технологии сварки, что сразу приводит к этой проблеме при других способах. Поэтому угольные электроды являются излюбленным методом на начальных этапах обучения сварке.

Научившись работать с этими электродами, вы сможете перейти к более продвинутым методам сварки, чтобы освоить навыки, позволяющие избежать прилипания к электродам.

Применение в домашних условиях

В небольших мастерских, дома, на заправках также применяют угольные электроды. Для этого достаточно иметь обычный электродуговой сварочный аппарат. Из-за низкой теплопроводности угольного стержня сварочная дуга образуется с небольшой силой тока – достаточно 3-5 ампер. Такой бант может достигать длины 3-5 сантиметров. Электрод не прилипает и медленно испаряется. Поэтому довольно легко сформировать дугу в направлении стыка.

Используя угольные электроды, любители быстро осваивают навыки работы с тонкостенными пластинами, металлическими листами, проволоками различного сечения – всеми теми материалами, где нужен «тонкий подход». Домашним мастерам работы рекомендуется проводить в закрытых приспособленных помещениях, а не на улице. Дело в том, что угольная дуга очень чувствительна к магнитному излучению, посторонним газам и, самое главное, к порывам ветра.

Опытные специалисты для экономии расходных материалов советуют прибегнуть к небольшой хитрости. Если электрод заточен с обеих сторон, его можно использовать, перевернув. То есть при перегреве одного края держатель поворачивается на 180 градусов и можно продолжать работу с другой стороной электрода. Кроме того, вам не придется тратить время на замену стержня.

Графитовые и угольные электроды подходят для сварки медных стержней на подстанциях. В домашних условиях такие расходники пригодятся для соединения медных проводов. В качестве наполнителя в этой ситуации используются бронзовые стержни. Важно правильно подобрать диаметр пломбировочного материала. Он зависит от толщины свариваемых заготовок и рассчитывается по специальной формуле.

Стоит подчеркнуть, что угольные электроды хорошо подходят не только для сварки, но и для резки металла.

Описание технологии

Воздушно-дуговая резка может использоваться в домашних условиях. Но, как и при любой другой обработке, при резке важна безопасность.

Перед началом работ по сварке и затирке проверяют работоспособность оборудования. А также металлообработка — очистка и обезжиривание. После этого настраивается режим сварки, задаются параметры силы тока.

Не устанавливайте для этого параметра высокое значение. Чрезмерный ток быстро испарит медное покрытие на присадочном материале. Это повлияет на качество и однородность расплавленной детали.

В дополнение к сварочному оборудованию готовится баллон со сжатым воздухом. Он не должен быть поврежден или помят.

Убедившись в исправности цилиндра, отрегулируйте давление. Для дугового долбления достаточно четырех-шести стержней.

Присадочный элемент вставляется в держатель так, чтобы видимая часть не превышала длину 10 см. Подается воздух, зажигается дуга.

После образования сварочной ванны в рабочую зону направляется сжатый воздух. Обе части обработки должны проводиться равномерно.

Как выполнить сварку и строжку угольными электродами в домашних условиях самому

Технология сварки угольными электродами встречается достаточно редко. Это связано с узкой спецификацией углеродного наполнителя. Благодаря своей структуре он не плавится при высоких температурах.

Это ограничивает его применение для сварки цветных металлов и чугуна. Но кроме короткого перечня сварочных работ, угольный наполнитель может применяться и для другого вида обработки – затирки.

Затирка – это метод резки металлических поверхностей. При этой методике резка выполняется на частичной глубине частичного пути.

В данной статье будут подробно рассмотрены оба вида металлообработки угольными электродами: сварка и затирка.

Строжка угольным электродом

Углеродное долбление — это метод резки металла с использованием сжатого воздуха. Электрическая дуга плавит металл, а струя сжатого воздуха, направленная на место сварки, его выдувает.

Воздушно-дуговая строжка или строжка углеродом могут использоваться для резки всех типов металлов. Но в основном этот технологический процесс используется для резки нержавеющей стали, чугуна, никеля, алюминия и меди.

Сварку подходящими прутьями применяют только в исключительных случаях, когда необходимо сделать прочный и ровный шов. Эта технология имеет много важных особенностей, которые необходимо соблюдать при реализации. Но особенно важен выбор углеродистых стержней, которыми осуществляется сварка.

Как варить угольными электродами: особенности

В первую очередь нужно знать и помнить, что они являются неплавкими расходными материалами. Это означает, что в процессе они играют роль только электрического проводника, но не принимают участия в формировании сварочной ванны, в отличие от своих металлических собратьев.

Трудно поверить, но даже уголь может кипеть. Делает он это при температуре 4200°С, но перед кипячением плавится — тоже при заоблачных температурах. При сварке угольные стержни нагреваются, но не плавятся и тем более не кипятят: температура обычной сварки только для детей.

Здесь уже упоминалось, что при этом методе можно использовать только постоянный ток одинаковой полярности без каких-либо альтернатив.

Приготовление происходит с использованием начиночных материалов двумя способами:

• справа налево, где в общем расположении деталей всегда впереди добавка;
• слева направо с добавкой, идущей по следу электрода.

Метод «слева направо» считается более совершенным, так как позволяет получить более высокую скорость сварки за счет эффективного использования тепловой энергии. Однако чаще используется метод справа налево — он более традиционен, более известен.

Если вид работ особый и заключается, например, в отбортовке металлических заготовок с тонкими кромками, можно использовать фрезы без добавок. В этом случае производительность сварки будет намного выше. Но при одном условии: толщина соединяемых листов не должна превышать 3 мм.

Виды резки металла

В зависимости от вида огранки различают следующие виды огранки:

1. Метод разделения предполагает использование электрода, диаметр которого больше толщины основного изделия. Брусок следует расположить перпендикулярно рабочей поверхности и провести по линии будущего реза;
2. Поверхностная резка (вырезка) менее востребована, используется для создания канавок на поверхности и удаления дефектов. Электрод должен быть наклонен на 5-10° к поверхности. Движение осуществляется с частичным погружением стержня в образовавшуюся в процессе резания полость. Чтобы получить широкую дорожку, практикующий врач должен совершать колебательные движения электродом.
3. Резка отверстий отличается
   простота процесса: в металле делается небольшое отверстие, которое затем постепенно расширяется до нужного размера. При этом электрод располагают почти перпендикулярно поверхности, допускаются лишь небольшие отклонения.

Состав и технические характеристики

Основным компонентом угольных стержней является угольный кокс. Кроме того, в состав входит металлический порошок, придающий электроду прочность, и смола, связывающая все компоненты. Диаметр таких электродов может быть разным – от 1,5 мм до 300 мм.

Помимо размера и сечения, угольные электроды имеют и другие параметры:

• Количество тока, подаваемого на электрод. Это зависит от материала и оборудования, с которым вы работаете.
• Формы и размеры дорожек. Они зависят от конца стержня и его размеров. Наиболее популярны большие электроды, которые могут работать с массивными деталями.
• Толщина среза зависит от силы тока. Но тут надо внимательно следить, чтобы изделие выдержало и не расплавилось.

Описание процесса и его назначение

Технология соединения заключается в продувке расплавленного металла струей сжатого воздуха. Применяется для удаления частей металла с поверхности целиком или полосами, в том числе:

• для удаления осколков в сварных конструкциях;
• создание канавок и подрезов в толстостенных деталях;
• вырезать дефекты;
• образцы швов низкого качества.

При затирке угольным электродом используется его способность плавить металл дугой. При этом сам графит практически не горит, плавится только медное покрытие вблизи дуги. Держатель специальной конструкции, рубанок, рядом с зажимом имеет отверстия для выхода газа. Кроме силового кабеля к нему подсоединяется шланг для сжатого воздуха, углекислого газа или аргона. Воздух нагнетается компрессором, газ подается из баллона.

Электрическая дуга нагревает и плавит металл, воздух сильной струей выдувает его. Вместо сварочной ванны в металле образуется углубление. Электродуговая сварка применяется для создания пазов и пазов в деталях, для удаления дефектного шва.

Плазменная строжка использует газ, чтобы расплавить металл и выдуть его. Плазменная дуга мгновенно нагревает металл до температуры плавления и выше. Он буквально испаряется из зоны сверления и резки.

Плазменная затирка является наиболее производительной из всех других видов поверхностной обработки деталей. За один проход резца отбирается полоса глубиной до 5 мм и шириной 8 мм.

Недостатком такой обработки является выделение большого количества вредных газов. Работа оборудования сопровождается большим количеством шума.

Классическим методом ремонта сварных конструкций и резки дефектов является газокислородная резка. Самый старый и продуктивный способ основан на принципе нагрева газовой горелкой. При сварке добавляется присадочная проволока, которая сплавляется с кромками. Для долбления и резки достаточно сильного нагрева стали, чтобы она начала окисляться. Жидкий, расплавленный металл выдувается вместе с газом.

Газокислородная резка используется для резки толстого металла. Он прожигает лист толщиной 100-120 мм за секунды и продолжает резать его без остановки по заданному контуру. Для ручной расшивки выбирают полосу 80 мм за один проход. Специальные станки могут снимать полосу 300 мм за один проход на одном резце одновременно. В серийном производстве используется мощное оборудование с несколькими горелками. Предел ширины съема металла может достигать 3000 мм. Максимальная глубина ограничена 15 мм.

С развитием электродуговой и плазменной сварки кислородно-топливная резка применяется для удаления головок и аккумуляторов из отливок. Затиркой вымывают трещины, окалину, наплывы.

При затирке дефектов металла в отливках пламя газовой горелки применяют также как контрольный инструмент для выделения и устранения трещин и пустот. В струе горящего газа края трещин нагреваются быстрее основной части детали и светятся узкими полосками оранжевого и желтого цвета.

В начале газовой строжки начальная точка детали нагревается до красного цвета. При этом сопло должно располагаться под углом до 70⁰, ядро ​​пламени должно касаться поверхности детали. После прогрева поверхности листа сопло поднимается на 15 мм, а после начала подачи кислорода угол наклона уменьшается в зависимости от глубины долбления. Глубина следа также увеличивается за счет увеличения давления кислорода.

При серийном производстве станков газокислородным методом на крупных деталях производится грубая выборка канавок и канавок для дальнейшей нарезки. В основном работают с низколегированной сталью. Углеродистые и высоколегированные стали после газокислородной строжки требуют термической обработки для снятия напряжения от локального нагрева.

Все виды затирки можно выполнять в любом положении детали. Только следует соблюдать особую осторожность при работе с кровлей, чтобы расплавленный металл не капал на сварщика.

Теплопроводность углеродистых и легированных сталей ниже, чем простых. При нагревании и резком охлаждении они нагреваются с изменением кристаллической решетки. При этом возникают внутренние напряжения, которые могут привести к разрушению детали. Необходимо делать нормализацию или отжиг для корректировки структуры, снятия напряжения.