Hur man bågsvetsar (med bilder)

2024 Författare: Robert Blare | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 08:04

Skärmad metallbågssvetsning är processen att sammanfoga två metallbitar med en flödestäckt elektrod som smälts i en ljusbåge och blir en sammansmält del av de delar som svetsas. Denna artikel kommer att beskriva användningen av flussbelagda svetsstavar och en enkel, transformator typ krackbox svetsmaskin.

Steg

Steg 1. Förstå processen med skärmad metallbågsvetsning

Ett elektrisk båge bildas vid spetsen av svetsstången när en ström passerar över ett luftgap och fortsätter genom den jordade metallen som svetsas. Här är några av termerna och deras beskrivningar som används i den här artikeln:

Svetsmaskin. Detta är termen som används för att beskriva maskinen som omvandlar 120-240 volt växelström till svetsspänning, vanligtvis 40-70 volt växelström, men också en rad likspänningar. Den består i allmänhet av en stor, tung transformator, en spänningsregulatorkrets, en intern kylfläkt och en amperevalsväljare. Termen svetsare gäller den som svetsar. En svetsmaskin kräver en svetsare för att använda den.
Ledningar eller svetsledningar. Dessa är de isolerade kopparledarna som bär den höga strömstyrkan, lågspänningselektriciteten till arbetsstycket som svetsas.
Stånghållare eller stinger är enheten på änden av ledningen som håller elektroden, som den som svetsar använder för att utföra svetsuppgiften.
Mark- och markklämma. Detta är ledningen som grundar eller slutför den elektriska kretsen, och specifikt klämman som är fäst vid arbetet för att låta elen passera genom metallen som svetsas.
Ampere eller förstärkare. Detta är en elektrisk term som används för att beskriva den elektriska strömmen som tillförs elektroden.
DC och omvänd polaritet. Detta är en annan konfiguration som används vid svetsning med en båge/elektrodsystem, som erbjuder mer mångsidighet, särskilt i svetsapplikationer och för svetsning av vissa legeringar som inte lätt svetsas med AC -spänningar. Svetsmaskinen som producerar denna ström har en likriktarkrets eller har strömmen levererad av en generator, och är mycket dyrare än en typisk AC -svetsare.
Elektroder. Det finns många specialiserade svetselektroder, som används för specifika legeringar och typer av metaller, såsom gjutjärn eller formbart järn, rostfritt eller kromoligt stål, aluminium och härdat eller kolhaltigt stål. En typisk elektrod består av trådstången i mitten täckt med en speciell beläggning (fluss) som brinner när bågen bibehålls, förbrukar syre och producerar koldioxid i svetsområdet för att förhindra att basmetallen oxiderar eller brinner bort i bågen låga under svetsprocessen. Här är några vanliga elektroder och deras användning:
- E6011 -elektroder är en elektrode av mjukt stål med en cellulosafiberbeläggning. De två första talen i elektrodidentifieringen är draghållfastheten, mätt i pund per kvadrattum gånger 1 000. Här skulle elektrodens utbyte vara 60 000 PSI.
- E6010 -elektroder är en elektrod med omvänd polaritet, som vanligtvis används för svetsning av ång- och vattenrör, och är särskilt användbara för luftsvetsning, eftersom metallen håller sin position i flytande tillstånd och dras in i den smälta svetspoolen genom direktflödet ström från elektroden till arbetsstycket.
- Andra E60XX -elektroder för specifika ändamål är tillgängliga, men eftersom E6011s anses vara en standardspö för allmänna ändamål och E6010s betraktas som standarden för DC -svetsning med omvänd polaritet kommer de inte att behandlas i detalj i denna artikel.
- E7018 -elektroder är stålstavar med lågt väteflöde, med en draghållfasthet med hög utbyte på 70 000 PSI. Dessa används ofta vid montering av konstruktionsstål som används i byggindustrin och i andra applikationer där det krävs ett starkt fyllmaterial och svets med högre hållfasthet. Observera att även om dessa stavar ger större styrka, är de mindre förlåtande när det gäller att uppnå en ren, högkvalitativ svetsning vid felaktiga strömstyrkor och med smutsigt (rostat, målat eller galvaniserat) stål. Dessa elektroder kallas lågt väte på grund av varje försök att sänka vätehalten. Dessa elektroder måste förvaras i en ugn med en temperatur mellan 250ºF och 300ºF. Denna temperatur ligger över vattnets kokpunkt på 212ºF vid havsnivå. Denna temperatur hindrar fukten (dagg) (H2O) i luften från att samlas upp i flödet.
- Nickel, Castalloy, Ni-Rod elektroder. Dessa är speciella stavar gjorda för svetsning av gjutet, segbart eller formbart järn, och har mer utbyte för att möjliggöra expansion och sammandragning av järnmaterialet som svetsas.
- Olika metaller stavar. Dessa stavar är tillverkade av en speciallegering och ger bättre resultat vid svetsning av härdat, härdat eller legerat stål.
- Aluminiumstavar. Dessa är en nyare teknik och tillåter bågsvetsningsaluminium med en konventionell svetsare, snarare än att använda en speciell gasskärmad trådmatarsvetsare som en MIG (metall, inert gas) eller TIG (volfram, inert gas) svetsmaskin, ofta hänvisad till som heliarc -svetsning, eftersom helium var den gas som användes för att skydda ljusbågen under svetsning. De officiella namnen som skapats av American Welding Society (AWS) för denna svetsning av bågtyp är skärmad metallbågsvetsning (stick), gasvolframbågsvetsning (tig) och gasmetallbågsvetsning (mig).
- Elektrodstorlekar. Elektroder finns i en mängd olika storlekar, mätt med diametern på metallcentrum för varje stav. För stavar av mjukt stål, ett diameterintervall på ¹⁄₁₆ tum (0,2 cm) till ³⁄₈ tum (1,0 cm) är tillgänglig, och storleken som används bestäms av svetsarens strömstyrka och tjockleken på det material som svetsas. Varje stav presterar bäst vid ett givet strömstyrkaintervall. Att välja rätt strömstyrkaintervall för en given stavstorlek beror på basmaterialet och önskad penetration, så specifika ampere kommer endast att täckas för den svetsning som beskrivs vidare i denna artikel.
Säkerhetsutrustning. En kritisk del av att svetsa säkert är att ha och veta hur man använder rätt säkerhetsutrustning för jobbet. Här är några typiska föremål som krävs för att svetsa säkert.
- Svetssköld (huva). Detta är masken som bärs för att skydda personen som svetsar från ljusbågen och från gnistor som kastas under svetsning. Standardbågsvetslinser är mycket mörka, eftersom exponering för ljusbågsblixten kan orsaka blixtbrännskador på ögats näthinna. Ett mörker på nivå 10 är minimum för bågsvetsning. Svetshuvar med en flip -up -lins var en gång att föredra, eftersom den mörka linsen kan lyftas upp, och en separat klarglaslins skyddar svetsaren från bitar av slagg medan svetsen flisas. De nyare självmörkande svetsskärmarna är den mest önskvärda svetsskärmen som nu säljs. Dessa svetsskyddslinser är mycket ljusa för slipning och skärning av brännare. När en båge träffas ändras den automatiska självmörkande linsen till en förinställd nyans #10. Ännu nyare på marknaden är den automatiska självdunklande linsen med variabel nyans.
- Svetshandskar. Dessa är speciella, isolerade läderhandskar som når 15,2 cm över handlederna och skyddar svetsarens händer och underarm (personen som svetsar). De ger också ett begränsat skydd mot oavsiktlig chock om personen som svetsar kommer i kontakt med elektroden av misstag.
- Svetsläder. Detta är ett förklädesliknande skinnjacka som täcker svetsarens axlar och bröstkorg, som används för arbete ovanför där gnistor kan antända svetsarens kläder eller orsaka brännskador.
- Arbetsskor. Personen som svetsar bör bära minst 15,2 cm snörning med snörning för att förhindra att gnistor och heta slagg bränner hans fötter. Dessa stövlar ska ha isolerande sulor tillverkade av ett material som inte smälter eller brinner lätt.

Steg 2. Lär dig stegen för att skapa en lyckad svetsning

Svetsning är mer än att dra en svetsstav över en bit stål och limma den på en annan. Processen börjar med korrekt montering och säkring av arbetsstyckena eller metallen som ska svetsas ihop. För tjockare bitar kanske du vill slipa en avfasning så att efterföljande pärlor kan placeras i spåret för att fylla den helt med en solid svets. Här är de grundläggande stegen för att slutföra en enkel svetsning.

Slå bågen. Detta är processen för att skapa en elektrisk båge mellan elektroden och arbetsstycket. Om elektroden helt enkelt låter strömmen passera direkt in i det jordade arbetsstycket kommer det inte att finnas tillräckligt med värme för att smälta och smälta ihop metall.
Flytta bågen för att skapa en pärla. Pärlan är metallen från smältelektroden som flyter tillsammans med smält metall från basmetallen för att fylla utrymmet mellan bitarna som förenas genom svetsning.
Forma svetspärlan. Detta görs genom att väva bågen fram och tillbaka över svetsbanan antingen i en sicksack- eller figur 8 -rörelse så att metallen sprider sig till den bredd som du vill att din färdiga svetspärla ska vara.
Chip och borsta svetsen mellan passagen. Varje gång du fullföljer ett pass eller går från ena änden till den andra av din svets måste du ta bort slaggen eller det smälta elektrodflödesmaterialet från ytan på svetspärlan så att endast ren smält metall fyller svetsen på det efterföljande passet.

Steg 3. Samla de verktyg och material du behöver för att börja svetsa

Detta betyder svetsmaskinen, elektroder, kablar och klämmor och metallen som ska svetsas.

Steg 4. Sätt upp ett säkert arbetsområde, helst med ett bord av stål eller annat icke-brandfarligt material

För övning, några bitar av mjukt stål, åtminstone ³⁄₁₆ tum (0,5 cm) tjock fungerar.

Steg 5. Förbered metallen som ska svetsas

Om metallen består av två bitar som ska sammanfogas i svetsprocessen kan du behöva förbereda eller svetsa dem genom att slipa en fasad kant på de sidor som ska fogas. Detta möjliggör tillräcklig penetration av svetsbågen för att smälta båda sidorna till ett smält tillstånd så att fyllmedlet binder genom metallens sektionstjocklek. Åtminstone bör du ta bort all färg, fett, rost eller andra föroreningar så att du arbetar med en ren pool av smält metall medan du svetsar.

Steg 6. Fäst klämmor för att hålla ihop dina metallbitar, om det behövs

Tänger av låstyp, "C" -klämmor, en skruvstång eller fjäderlastare fungerar vanligtvis. För speciella projekt kan det hända att du måste anpassa olika tekniker för att säkra arbetsstyckena tills de är sammanfogade.

Steg 7. Fäst markklämman på det större materialet som svetsas

Se till att det finns en ren plats så att den elektriska kretsen kan slutföras med minimalt motstånd på markplatsen. Återigen kommer rost eller färg att störa jordningen av ditt arbetsstycke, vilket gör det svårt att skapa en båge när du börjar svetsa.

Steg 8. Välj rätt stav- och strömstyrka för det arbete du försöker

Som ett exempel, ¹⁄₄ tum (0,6 cm) plattstål kan svetsas effektivt med en E6011, ¹⁄₈ tum (0,3 cm) elektrod, mellan 80-100 ampere. Placera elektroden i elektrodhållaren (hädanefter kallad stingaren) och se till att det ledande materialet i klämman sitter på den rena metallen i slutet av elektroden.

Steg 9. Slå på din svetsmaskin

Du bör höra ett nynnande ljud från transformatorn. Ljudet från kylfläkten går kanske eller inte. Vissa svetsmaskinfläktar fungerar bara när maskinen kräver kylning. Om du inte gör det kan du behöva kontrollera kretsen som levererar din ström och brytarna i panelboxen. Svetsmaskiner kräver en avsevärd mängd ström för att fungera, ofta en speciell krets med en effekt på 60 ampere eller mer vid 240 volt.

Steg 10. Håll stingaren i din dominerande hand i det isolerade handtaget, med stången i ett läge så att det blir så naturligt som möjligt att slå spetsen på den mot plattan du svetsar

Håll svetsskyddet uppe tillräckligt högt så att du kan se att flytta elektroden till några centimeter från arbetsstycket, redo att vända ner för att skydda dina ögon. Du kanske vill öva på att knacka på elektroden mot svetsmetallen för att få känslan av den innan du slår på strömmen, men slå aldrig en ljusbåge utan att skydda dina ögon.

Steg 11. Välj den punkt där du vill börja din svetsning

Placera spetsens spets nära den och släpp sedan svetshuven på plats. Du vill knacka på spetsen av elektroden mot metallen för att slutföra den elektriska kretsen och dra den omedelbart tillbaka lite för att skapa en ljusbåge mellan elektrodspetsen och metallen som svetsas. Ett annat sätt att slå en båge är som att slå en tändsticka. Detta båggap, eller luftrummet, skapar ett stort motstånd i den elektriska kretsen, vilket är det som producerar ljusbågen eller plasma och värme som behövs för att vätska elektroden och metallen intill svetsområdet.

Steg 12. Slå elektroden mot metallens yta och dra tillbaka den något när du ser en ljusbåge uppstå

Detta kräver mycket övning, eftersom olika elektrodiametrar och svetsström kräver ett annat mellanrum mellan spetsen på elektroden och arbetsstycket, men om du kan hålla gapet stadigt kommer en kontinuerlig elektrisk båge att uppstå från elektroden till arbetsstycke. Typiskt bör bågspalten inte vara större än elektroddiametern. Öva på att stabilisera bågen genom att hålla elektroden cirka 1/8 till 3/16 tum från arbetsstycket och börja sedan röra dig längs den väg du vill svetsa. När du flyttar elektroden smälter metallen bort, fyller poolen av smält metall och bygger din svets.

Steg 13. Öva på att resa över svetsbanan med elektroden tills du kan hålla en jämn båge, röra sig med en jämn hastighet och i linje med den väg du vill svetsa

När du har bemästrat att kontrollera bågen börjar du träna på att lägga eller bygga upp svetspärlan. Detta är fyndigheten av metall som förenar de två bitarna som du svetsar ihop. Tekniken du använder för att lägga din pärla beror på bredden på gapet (om det finns en) du fyller och djupet du vill att svetspärlan ska tränga igenom. Ju långsammare du flyttar elektroden, desto djupare kommer svetsen att gå in i metallarbetena, och för att göra en bred bana, ju mer du sicksackar eller väver elektrodens spets, desto bredare pärla kommer du att lägga upp.

Steg 14. Håll bågen etablerad när du rör dig längs den svets du gör

Om elektroden jordar sig mot metallen och fastnar ska du rycka stingaren för att bryta stången antingen från stingerklämman eller svetsmetallen. Om bågen förloras eftersom du flyttar elektroden för långt från metallens yta, stoppa processen och rengör slaggen från den plats du svetsar så när du slår igen bågen för att fortsätta kommer det inte att finnas några slagg i svetsområdet för att förorena den nya svetsen du börjar från där ljusbågen tappades eller bröts. Lägg aldrig en ny pärla över befintlig slagg, eftersom detta material kommer att smälta i bågplasma och bubbla genom det nya metallskiktet du placerar, vilket resulterar i en svag och smutsig svets.

Steg 15. Öva på att flytta elektroden i en svepande rörelse för att skapa en bredare pärla

Detta gör att du kan fylla mer av svetsen i ett enda pass, vilket ger en renare och mer ljudsvets. Elektroden förflyttas i en sidledrörelse när den dras längs svetsbanan, antingen i sicksack, krökt eller figur åtta rörelse.

Steg 16. Justera svetsarens utgångsstyrka så att den passar det material du svetsar och önskad penetration av ljusbågen

Om du upptäcker att den färdiga svetspärlen är gropad, med djup kratering vid pärlens kanter, eller om den intilliggande metallen helt enkelt smälts eller bränns bort, minska strömstyrkan stegvis tills tillståndet är korrigerat. Om du däremot har svårt att träffa eller behålla en båge kan du behöva öka strömstyrkan.

Steg 17. Rengör din färdiga svets

När du har avslutat svetsningen kanske du vill ta bort slaggen och städa upp din svets, antingen för att färgen ska bindas bättre eller helt enkelt av kosmetiska skäl. Hacka av slaggen och borsta svetsen för att ta bort främmande material och kvarvarande slagg. Om ytan måste vara plan för att montera den bit du har svetsat på en annan bit, använd en vinkelslip för att ta bort toppen eller den höga delen av pärlan. En ren svets, särskilt efter slipning av platta, är lättare att undersöka för att se om grop, pöl eller andra defekter har uppstått vid svetsning.

Steg 18. Måla din svets med en lämplig rostförebyggande primer för att skydda den mot korrosion

Nysvetsad metall korroderar ganska snabbt om den utsätts för elementen, eftersom den faktiska basmetallen exponeras direkt för fukt.

Tips

Vissa människor lyssnar på ljuden från den elektriska ljusbågen för att bedöma svetsens kvalitet. Poppande och knäppande ljud kan indikera antingen inkonsekvent bågspalt eller felaktig strömstyrka.
När du förenar arbetsstycken för stora för att effektivt klämma fast, klibba ihop bitarna med små svetsar med jämna mellanrum för att förhindra att bitarna flyttas.
Om du svetsar mitt på dagen blir ögonens pupiller små och mindre ljus kommer in i dina ögon. Detta minskar risken för allvarlig huvudvärk från näthinneskador orsakade av ljuset från bågarna. Om du får svår huvudvärk från bågarna, oroa dig inte, håll dig borta från solen och ta aspirin för att kontrollera smärtan och det läker om 2 till 3 dagar.
Om du svetsar ut i solen mitt på dagen värms metallen upp och det blir lättare att starta och fortsätta svetsarna. Du kan också använda en mindre strömstyrka och göra ett finare jobb om metallen är varm från solen.

Varningar

Inspektera ofta kablar och anslutningar för att minska risken för oavsiktlig elektrisk stöt.
Metall förblir het under en längre tid efter att svetsen är klar, så håll husdjur och barn utanför arbetsområdet tills allt material har svalnat.
Skydda dig mot blixtbrännskador genom att täcka din hud med handskar, ansiktsmask och ärmar, beroende på det område som täcks. Svetsa aldrig utan skyddshjälm vid svetsning.
Det starka ljuset från en ljusbåge kan orsaka brännskador som liknar solbränna, så använd långärmade skjortor och långbyxor för att minska exponeringen.
Se länk i citat nedan för specifika varningar och försiktighetsåtgärder.
Undvik att andas in ångor från svetsningsprocessen. Detta gäller särskilt galvaniserade eller pläterade metaller och de metaller som har målats med metalloxidprimrar. Metall i lungorna kan orsaka cancer.
Arc svetsmaskiner använder en hög strömstyrka elektrisk ström som är extremt farlig, så hantera kablar och stinger med försiktighet. Svetsa aldrig under våta förhållanden eller på vått material utan lämplig utbildning.
Var noga med att placera filtret framför ögonen innan du slår bågen!