Какими электродами варить профильную трубу 2 мм, советы профессионала

Профильные трубы квадратного или прямоугольного сечения со стенкой 2 мм пользуются хорошим спросом у населения, в быту с их помощью изготавливают различного вида строительные конструкции (беседки, парники), организуют ограждения, делают каркасы для навесов и козырьков. Основным методом их соединения является электродуговая сварка, и если домовладелец приобрел сварочный аппарат и не имеет опыта в проведении сварных работ, перед ним сразу встанет вопрос — какими электродами варить профильную трубу 2 мм.

Помимо выбора подходящих электродов, качество сваривания профильных труб во многом зависит от соблюдения технологии, выбора правильных режимов работы аппарата, знания основных приемов и методов, облегчающих производство электросварочных работ новичком.

Рис.1 Применение конструкций из профильного проката

Что представляет собой профильная труба

Профильная труба является прокатом квадратного или прямоугольного сечения со стенкой толщиной от 0,8 до 14 мм, ширина ее грани варьируется в границах от 10 до 140 мм, длина может достигать 14 м.

Обычным материалом ее изготовления является конструкционная сталь марок Ст2, Ст 4, Ст10, Ст45, на рынке встречается профиль из нержавейки.

Промышленность производит квадратный и прямоугольный профиль горячекатаный и холодной деформации, изделия могут быть цельнотянутыми (изготавливаются из горячедеформированных и холоднодеформированных труб круглого сечения методом формования) или иметь электросварной шов при изготовлении из листового проката.

Использование профильных труб в бытовом хозяйстве имеет следующие преимущества:

Благодаря угловым ребрам жесткости трубы имеют высокую механическую прочность при низкой металлоемкости.

Прямоугольная или квадратная форма облегчает транспортировку и хранение трубопроводов, при этом они занимают меньше места, чем круглый прокат.

Прямоугольное сечение, в отличие от круглого проката, дает преимущество профильным трубам при использовании в качестве каркасов, на которые крепятся различные детали.

Использование в качестве материала изготовления конструкционных сталей с низким содержанием углерода облегчает их сваривание любыми методами.

Рис.2 Внешний вид профильных изделий

Еще одним преимуществом сталей с малым содержанием углерода является низкая твердость и высокая пластичность (по сравнению с высокоуглеродистыми и легированными сталями) — это позволяет резать, обрабатывать и деформировать материал ручным и электрическим инструментом с использованием бюджетных расходных материалов.

В соответствии со стандартом (ГОСТ 8639-82) промышленность выпускает профильную трубу толщиной стенки 2 мм. с размером внешней грани от 20 до 60 мм. — это делает ее вес удобным для работы и самостоятельного монтажа объемных конструкций одним человеком.

Сварка профильных труб является наиболее удобной из всех видов — они имеют одинаковое сечение и толщину по всей длине, гладкую и ровную поверхность.

Способы сварки профильной трубы

Для сваривания металлопрофиля в быту можно использовать несколько методов, отличающихся своей себестоимостью. При производстве сварных работ возникают следующие трудности:

При нагревании отдельного участка кромок свариваемые заготовки изменяют свое расположение.

При торцевом соединении возникают точки высокого напряжения на углах.

Тонкостенный профиль при сваривании неопытным сварщиком часто прогорает.

Рис. 3 Аппараты для точечной контактной сварки

Контактная сварка

Контактной сваркой называют соединение под давлением двух металлических деталей, нагретых до высокой температуры электрическим током. Существуют следующие ее разновидности, в основном используемые в промышленном производстве:

Точечная. Из названия понятно, что соединение металлических деталей происходит в отдельных точках.

Стыковая. При этом методе электрическим током сильно нагреваются торцы изделий, после чего они прижимаются друг другу под давлением. В результате диффузии происходит взаимное проникновение металлов в структуру деталей — это приводит к образованию прочного стыкового соединения. При других разновидностях стыковой сварки оплавление торцов происходит при соединенных деталях или они периодически соприкасаются до достижения заданной температуры плавки, после чего осаживаются.

Рельефная. В этом случае сварка происходит в точках заранее сформированными выступами.

Шовная. При этом способе электрод в виде диска прокатывается по поверхности сжатых заготовок и разогревает их до температуры расплавления, после чего они прочно соединяются за счет взаимной диффузии.

Контактно-дуговая. Является одной из наиболее популярных разновидностей контактной сварки, широко используемой в промышленности, ремонтном сервисе и малом производстве. При этом методе сваривание деталей происходит за счет разогрева их поверхностей электрической дугой, сам процесс разогрева занимает десятые доли секунды.

Рис. 4 Газовая контактная сварка — схема

Газовая сварка

Сущность газовой сварки состоит в разогреве поверхностей соединяемых деталей и подачи в зону шва присадочного прута, который при расплавлении заполняет зазор между кромками. Газовые горелки незаменимы при соединении медных труб пайкой в холодильном, отопительном и климатическом оборудовании, их удобно использовать для резки металла.

При данном способе проведения работ следует использовать защитные средства в виде специальных очков, рукавиц сварщика или краг, для газовой сварки используются следующее оборудование:

Баллоны с газом. Пламя формируется за счет по подачи в горелку пропана, бутана, водорода или ацетилена, для повышения температуры горения дополнительно подается кислород. Обычный стандартный баллон имеет объем около 40 литров.

Редукторы. Устройства необходимы для регулировки давления и соответственно расхода газа, устанавливаются на ацетиленовый и кислородный баллоны.

Манометры. Устройство служит для контроля и установки рабочего давления в линиях с ацетиленом и кислородом.

Горелка. Подбирается с учетом соотношения горючего газа и кислорода, может иметь различные сменные сопла в виде насадок.

Присадочные прутки. Основное требование — соответствия состава свариваемому материалу.

Шланги для подачи газа. Обычно используются резиновые рукава для работы под давлением не менее 6 бар.(1 категория) для подачи ацетилена, и резиновый шланг, рассчитанный на давление до 20 бар.(3 категория) для подачи кислорода.

Читайте также:  Вес профильной трубы ГОСТ 8645-68 и 8639-82 — таблицы и расчет по формуле

Рис. 5 Сваривание металлов газом

Работы по газовой сварке необходимо вести в следующем порядке:

1. Перед сварочными работами готовят металл, очищая его поверхность от следов ржавчины наждачной бумагой или металлической щеткой. При стыковом соединении торцы выравнивают болгаркой, иногда снимая фаску под углом 45 градусов.
2. Открывают вентиль баллона с ацетиленом, редуктором устанавливают рабочее давление 2 бар. , аналогичным образом поступают с кислородным редуктором, выставляя давление газа в 5 бар.
3. Открывают ацетиленовый вентиль и поджигают горелку, после чего подключают кислород и регулируют пламя таким образом, чтобы четко различались три составляющие — ядро, восстановительная зона и факел.
4. Для создания сварочной ванны располагают горелку под углом 90 градусов к поверхности металла на расстоянии ядра 1 — 3 мм. от шва, после появления желтого свечения в сварную зону можно подавать пруток.
5. Выполняют газовую сварку, отклоняя горелку на 30 градусов по отношению к плоскости профиля, и сверху подают присадочный пруток, дожидаясь его расплавления. Сваривание можно производить каплеобразно или непрерывным способом, совершая горелкой колебательные движения полумесяцем и продвигая прут вдоль сварного шва.
6. По окончании работ закрывают ацетиленовый и кислородный вентили на горелке и в такой же очередности перекрывают баллоны, выкручивая регулировочный винт на редукторах., затем спускают газ с рукавов, снова открывая вентили на горелке.

Рис. 6 Технология сварки профильных труб электрической дугой

Электродуговая сварка

Ручная дуговая сварка широко используется во всех отраслях народного хозяйства и в быту для соединения элементов металлических конструкций. Ее отличительными свойствами по сравнению с другими видами сварных соединений являются:

Относительно невысокая стоимость сварочного аппарата и расходных материалов, которыми являются электроды.

Получение высокого качества сварных соединений распространенных марок металлов, включая нержавеющие сплавы.

Возможность производства сварных работ во многих труднодоступных местах — этому способствует малый вес и простота подключения оборудования к электричеству.

Благодаря приведенным выше достоинствам данный способ используется как основной вариант сваривания металлического профиля толщиной 2 мм. своими руками в быту.

Рис. 7 Сваривание тонкой профильной трубы – вид швов

Проведение работ с использованием электродуговой сварки состоит из следующих этапов:

1. Готовят торцы труб к свариванию, для этого их очищают от ржавчины, после чего заготовки устанавливают на необходимом расстоянии для заполнения шва металлом от расплавленного электрода, часто для этого используют специальные приспособления.
2. Включают сварочный аппарат, выставляя необходимый ток по встроенному индикатору, вставляют электрод в держатель, подключенный к сварочному аппарату, второй конец закрепляет на трубе.
3. Фиксируют положение свариваемых деталей относительно друг друга точечными наплавлениями (прихватки), после чего производят электросварку с использованием защитной одежды, маски и рукавиц сварщика.
4. По окончании работ сбивают окалину и очищают шов металлической щеткой.

Полуавтоматическая сварка металл инертный газ (MIG)

Благодаря современным технологиям появилась возможность в бытовых условиях правильно сваривать профильные изделия наиболее простым способом, не требующим большого опыта и многолетней подготовки по специальности сварщик.

Рис. 8 Принцип работы МИГ

Полуавтоматическая сварка в среде инертных газов (МИГ) является эволюционным шагом в развитии обычных электродуговых способов, в сравнении с которыми она имеет следующие преимущества:

Вместо электрода в сварочную ванну через горелку автоматически подается специальная проволока диаметром от 0,6 до 1,2 мм., намотанная в бобины — это автоматизирует процесс и сокращает время на смену электродов.

Вместе с проволокой через сварочный рукав на горелку подается инертный газ (обычно это смесь углекислого газа с аргоном) — это препятствует образованию шлака и повышает качество шва.

Благодаря данной технологии полуавтоматическая сварка имеет следующие преимущества перед электродуговыми аппаратами:

Позволяет сваривать тонкие заготовки с толщиной от 0,5 мм.

Варит сталь, нержавейку, чугун, алюминий и цветные металлы.

При проведении работ нет шлака и практически отсутствует дым — это менее вредит здоровью, повышает качество шва по сравнению с электродуговыми методами.

К недостаткам МИГ можно отнести громоздкость (требуется массивный баллон с газом и система подачи провода в горелку) и невозможность проведения работ на сильном ветру, выдувающим газ из зоны сваривания.

Рис. 9 Сварка тонкостенных профильных труб в среде инертного газа

Какими электродами варить профильную трубу 2 мм.

При выборе электродов для электросварки руководствуются толщиной заготовок, напрямую связанной с их диаметром.

Необходимые данные можно получить из таблиц на упаковке или определить размеры самостоятельно, учитывая, что диаметр электрода примерно соответствует толщине стенки при значениях не более 4 мм.

Выбор режима сваривания и вида электродов

Ток, пропускаемый через электроды, напрямую связан с их диаметром, его номинал обычно указывается на упаковке. Дополнительно его значение можно установить из таблиц или приблизительно определить расчетами, исходя из того, что 1 мм. толщины электрода требует ток в 30 ампер.

Существует четыре основных вида электродов в зависимости от материала покрытия:

Кислые (А). Характеризуются высоким содержанием железа и марганца, металлический электрод переходит в шов в виде мелких капель с образованием жидкой ванны, при отвердевании шлак легко отделяется. При работе слишком высокая температура дуги приводит к подрезам, шов в высокой степени подвержен трещинам — это ограничивает применение данного вида.

Целлюлозные (Ц). Помимо целлюлозы в состав входят ферромарганцевые руды и тальк, которые полностью выгорают при нагревании, образуя защитный газ, при этом шов не имеет шлакового покрытия. Электрод переходит в шов средними и крупными каплями, образуя грубую неровную структуру с многочисленными брызгами.

Читайте также:  Правильная сварка полипропиленовых труб, видео

Рис. 10 Внешний вид электродугового аппарата и электрода

Рутиловые (Р). Покрытие состоит в основном из диоксида титана или ильменита, металл электрода переходит в сварочную ванну средними и мелкими каплями с малым количеством брызг и образованием ровного качественного шва. Шлаковое покрытие имеет пористую структуру и легко отделяется от шва.

Рутиловые электроды с высоким содержанием диоксида титана при работе очень легко зажигаются — это позволяет производить сварку с отрывом без удаления шлака с заваренного шва.

Основные (Б). В состав покрытия входят тугоплавкие оксиды кальция и магния с добавлением плавикового шпата, который затрудняет сваривание при переменном токе. Вид шва немного хуже, чем у рутиловых электродов, однако он обладает наилучшими физическими характеристиками по плотности, прочности, вязкости и склонности к образованию трещин. Отличительная особенность электродов — образование шлака с глянцевой поверхностью, который легко отделяется сбиванием.

Из приведенного перечня видов электродов видно, что для сваривания тонкостенного профиля наиболее подходят рутиловые типы, с их помощью легче других проводить электросварку с отрывом и наилучшим качеством шва.

Для электросварки низкоуглеродистых стальных сплавов, из которых изготавливаются профильные трубы, наиболее часто применяются хорошие электроды марок УОНИ-13/55, МР-3, АНО-4, для сваривания нержавейки можно использовать марку ОК 63.34.

Определяя, например, каким электродом варить профильную трубу 20х40, следует учитывать нагрузку, которую будет испытывать готовое изделие — если она довольно высока, лучше использовать электроды основного типа.

Рис.11 Сварка тонкостенных труб

Как правильно сваривать тонкие профильные трубы своими руками

При проведении работ в бытовых условиях чаще всего сваривают профили инвертором, отличающимся малым весом, удобством в работе, широким диапазоном регулировок и наличием дополнительных функций, облегчающих проведение работ.

Перед электросваркой необходимо оптимально выбрать ток — для этого используют короткие обрезки профильных труб, сваривая которые экспериментальным путем подбирают нужный режим.

Второй важной задачей является определение правильной полярности подключения электродов. Общеизвестно, что плюсовой контакт имеет более высокую температуру нагревания, и при правильной полярности «минус» подается на держатель электрода, а «плюс» на корпус детали.

При смене полярности электрод будет нагреваться сильнее, что может привести к прогоранию шва, поэтому при электросварке тонкостенных изделий следует использовать прямую полярность.

Соответственно, при сваривании элементов с большой толщиной, лучше использовать обратную полярность.

Рис. 12 Подготовка и соединение своими руками труб

Сварка профильной трубы встык инвертором

Перед проведением работ готовят ровную поверхность на удобном расстоянии от поверхности земли, в качестве опоры лучше использовать толстостенные профили квадратного или прямоугольного сечения, на которые будет укладываться соединяемый металлопрофиль. Сварочные работы после помещения труб на ровную поверхность проводят в следующей последовательности:

1. Подготавливают профильные трубы к сварке. Для этого их торцы обрезают болгаркой под прямым углом и очищают от ржавчины той же болгаркой или наждачной бумагой.
2. Выравнивают обе заготовки. К их боковым стенкам прикладывают металлический уголок или любой ровный и длинный предмет с плоской поверхностью, если профиль имеет сварной шов, он должен совпадать. Расстояние между торцами для качественного провара должно составлять от 1 до 2-х миллиметров.
3. С помощью точечной сварки рутиловым электродом производят соединение трубного профиля в нескольких местах. Вначале это делают посередине, затем приваривают угловые кромки, если необходима высокая точность, соединяют все четыре угла и центральные кромки.
4. Производят сварку от краев к центру, стараясь равномерно прогревать шов, не задерживаюсь на одном участке, затем переворачивают заготовку и повторяют операцию с другой стороны. Новичкам лучше проводить сваривание короткими участками с отрывом, следя за тем, чтобы кромки успевали оплавляться — это позволит избежать прожигания металла.
5. По окончании работ шлаковое покрытие сбивают, если необходимо получить ровную и гладкую поверхность, выступающий шов защищают болгаркой.

Рис.13 Как варить профильную трубу 2 мм. в стык

Как сварить профильные трубы под 90 градусов при тавровом соединении

Подготовительные операции производят по приведенной выше схеме, порядок выполнения основных работ следующий:

1. После соединения деталей делают прихватки боковых кромок с двух сторон.
2. Вначале сварку проводят в углах, непрерывно перемещая электрод мелкими круговыми (против часовой стрелки) или зигзагообразными движениями снизу вверх — это позволяет выгонять шлак из сварочной ванны. Угол наклона электрода должен составлять 45 градусов относительно горизонтальной плоскости
3. Далее сваривают боковые кромки, расположенные в одной плоскости.

При сварке прожигает профильную трубу — что делать

Для борьбы с прожогами используются следующие методы:

Сварку проводят с отрывом короткими участками или точечно.

Для предотвращения перегрева внутрь соединения вставляют отрезок массивного металлического бруса с сечением, максимально приближенным к внутренним размерам заготовок.

Уменьшают расстояние между кромками заготовок.

Работают в режиме максимально низкого выходного тока.

Увеличивают скорость перемещения электрода.

Рис.14 Сваривание тонкой профильной трубы при тавровом соединении

Отвечая на вопрос, какими электродами варить профильную трубу 2 мм, отвечаем, для сварки тонкостенного профиля 2 мм электродуговым способом чаще всего используют рутиловые электроды диаметром 2-3 мм в прямой полярности подключения. Новичкам при проведении работ в связи с отсутствием опыта, следует принимать меры для борьбы с прожогами или использовать более простую полуавтоматическую сварку.