Как правильно варить электросваркой. Самодельные электроды для сварки Как сделать самодельные электроды

Многие спрашивают, можно ли изготовить электрод для сварки черных металлов своими руками в домашних условиях?

Ответ нет. Нормальный электрод для сварки самостоятельно вы не сделаете. Потому, что это достаточно наукоемкий процесс, а компоненты, входящие в состав обмазки, не всегда можно приобрести в ближайшем магазине.

Что предлагает нам великий и ужасный интернет в этом плане?

Многочисленные сайты по сварке утверждают, что сделать электрод – это не проблема. Если не вдаваться в подробности такого производства, вам понадобится стальной пруток, мел, измельченный до порошкообразного состояния (мелкая фракции). Жидкое стекло (силикатный клей) наносится на пруток, потом все это дело посыпается мелом и обкатывается, чтобы он равномерно пристал к поверхности прутка. Получается меловой слой какой-то толщины. Самоделка отправляется в печь, духовку или просушивается феном.

И вот этим можно варить?

С нашей точки зрения нельзя. С таким же успехом можно варить гвоздем, арматурой или голым металлическим стержнем. Разницы нет. Процесс такой сварки нестабилен, шов трудно будет назвать таковым, а шлак будет практически отсутствовать из-за отсутствия шлакообразующих элементов в составе обмазки.

Если уж делать своими руками, то лучше использовать идею, предложенную сто лет назад двумя американцами. Они придумали просто обернуть пруток бумагой и приклеить ее на жидкое стекло. По крайней мере, это проще, чем возиться с мелом. А идея очень проста. Бумага сгорает, выделяет дым, который и защищает от вредного влияния кислорода. Также такое покрытие каким-то образом улучшало поджиг и положительно влияло на стабильность дуги… И это, конечно, очень сомнительно. Так как легкое зажигание электрической дуги и поддержание ее горения происходит благодаря малой энергии ионизации таких элементов, как натрий, калий и кальций.

Другими словами, можете не ломать голову над составом обмазки и способом нанесения. Если очень хочется поварить, но нечем, а магазины все закрылись на праздники, берите любую подходящую по диаметру и длине железяку, зажимайте ее в электрододержатель и варите – такой процесс сваркой не назовешь, но вполне возможно что-то прихватить таким образом в экстремальных условиях. По крайне мере, это ничем не хуже, чем предложенные выше варианты.

Основным расходным материалом при ручной дуговой сварке являются сварочные электроды. Их наличие является непременным у каждого мастера, иначе варить попросту будет нечем.

Дефицитным данный товар назвать наверное нельзя – на сегодняшний день выбор этих материалов огромен, существуют изделия для соединения разных металлов. Стоимость некоторых видов варьируется в разумных пределах ввиду большой конкуренции на рынке.

Изготовить сварочный электрод своими руками можно в целях эксперимента, ну или в условиях крайней нужны. Нужно понимать, что для изготовления понадобится различное сырье, которого может не оказаться в хозяйстве.

Расходные материалы

Для изготовления самодельных электродов нам понадобятся:

• связующее вещество в виде жидкого стекла;
• известняк или мел;
• низкоуглеродистая проволока подходящего диаметра;
• валик или кисточка.

“Жидкое стекло”, с его пугающим названием, довольно распространенный товар и продается практически в каждом строительном магазине.

Процесс изготовления – пошаговая инструкция

Итак, мы определились с материалами и можем приступать к изготовлению электродов своими руками

1. Первым делом нам нужно измельчить мел до состояния порошка. Сделать это можно с помощью тяжелого металлического предмета, но лучше использовать блендер. Так частицы будут иметь однородную структуру и иметь мелкую фракцию.

2. Берем сталью проволоку и режем на прутья. Можно ориентироваться на заводские размеры и сделать стержни длиной 250 мм.

3. Следующим этапом обмазываем стальные прутья жидким стеклом.

4. Измельченный мел аккуратно распределяем на плоской поверхности. Обмазанным в жидком стекле стальным стержнем раскатываем по этой поверхности, равномерно распределяя частицы мела по телу стальной заготовки.

5. Ждем пока электрод подсохнет, проверяем что жидкое стекло закристаллизовалось и оправляем прокаливаться в духовку на 100 °C на полчаса.

Сварочные характеристики такого электрода будут невысокими, он будет давать много искр, трудно гореть и залипать. Но при подборе правильных режимов сварки и необходимой подготовке свариваемой поверхности можно добиться неплохих результатов. Делитесь своими приемами изготовления электродов или других сварочных материалов.

В частном доме, на даче, в гараже и даже в квартире — везде есть немало работ, требующих сварки металла. Особенно остро эта необходимость ощущается в процессе стройки. Тут особенно часто требуются что-то подварить или отрезать. И если отрезать еще можно болгаркой, то надежно соединить металлические детали кроме сварки нечем. А если стройка ведется своими руками, то и сварочные работы вполне можно сделать самостоятельно. Особенно в тех местах, где красота шва не требуется. О том, как правильно варить сваркой, расскажем в этой статье.

Азы электросварки

Сварное соединения металла на сегодня — самое надежное: куски или детали сплавляются в единое целое. Происходит это в результате воздействия высоких температур. Большинство современных сварочных аппаратов для расплавления металла используют электрическую дугу. Она разогревает металл в зоне воздействия до температуры плавления, причем происходит это на небольшой площади. Так как используется электрическая дуга, то и сварка называется электродуговой.

Это не совсем правильный способ сварки)) Как минимум, вам нужна

Виды электросварки

Электрическая дуга может образовываться как постоянным, так и переменным током. Переменным током варят сварочные трансформаторы, постоянным — инверторы.

Работа с трансформатором — более сложная: ток переменный, потому сварная дуга «скачет», сам аппарат — тяжелый и громоздкий. Еще немало напрягает шум, который издает при работе и дуга и сам трансформатор. Имеется еще одна неприятность: трансформатор сильно «садит» сеть. Причем наблюдаются значительные скачки напряжения. Этому обстоятельству очень не рады соседи, да и ваша бытовая техника может пострадать.

Инверторы в основном работают от сети 220 В. При этом они имеют небольшие габариты и вес (прядка 3-8 килограммов), работают тихо, почти не оказывают влияния на напряжение. Соседи и не узнают, что вы начали пользоваться сварочным аппаратом, если только не увидят. К тому же, так как дуга вызвана постоянным током, она не прыгает, ее проще перемешать и контролировать. Так что если вы решили научиться сваривать металл, начитайте со сварочного инвертора.

Технология сварочных работ

Для возникновения электрической дуги необходимы два токопроводящих элемента с противоположными зарядами. Один — это металлическая деталь, а второй — электрод.

Электроды, которые используются для ручной электродуговой сварки, представляет собой сердечник из металла, покрытый специальным защитным составом. Бывают еще графитовые и угольные неметаллические сварочные электроды, но они используются при специальных работах и начинающему сварщику вряд ли пригодятся.

При касании электрода и металла, имеющих разную полярность, возникает электрическая дуга. После ее появления, в том месте, куда она направлена, начинает плавиться металл детали. Одновременно плавится металл стержня электрода, переносясь с электрической дугой в зону плавления: сварную ванну.

Как образуется сварная ванна. Без понимания этого процесса вы не поймете, как варить металл правильно (Чтобы увеличить размер картинки щелкните по ней правой клавишей мышки)

В процессе также горит защитное покрытие, частично плавясь, частично испаряясь и выделяя некоторое количество раскаленных газов. Газы окружают сварную ванну, защищая металл от взаимодействия с кислородом. Их состав зависит от типа защитного покрытия. Расплавленный шлак также покрывает металл, способствуя еще и поддержанию его температуры. Чтобы правильно варить сваркой, необходимо следить за тем, чтобы шлак покрывал сварную ванну.

Сварной шов получается при движении ванны. А двигается она при перемещении электрода. В этом и заключается весь секрет сварки: нужно с определенной скоростью передвигать электрод. Важно также в зависимости от требующегося типа соединения правильно подбирать его угол наклона и параметры тока.

По мере остывания металла на нем формуется корка шлака — результат горения защитных газов. Она также защищает металл от контакта с кислородом, содержащимся в воздухе. После остывания его оббивают молотком. При этом разлетаются горячие осколки, потому защита глаз обязательна (надевайте специальные очки).

Как правильно сваривать металл

Научится правильно держать электрод и двигать ванну для хорошего результата недостаточно. Необходимо знать, некоторые тонкости поведения соединяемых металлов. А особенность заключается в том, что шов «тянет» детали, из-за чего их может перекосить. В результате форма изделия может сильно отличаться от задуманной.

Технология электросварки: перед началом наложения шва, детали соединяют прихватками — короткими швами, расположенными на расстоянии 80-250 мм друг от друга

Потому перед работой детали закрепляют струбцинами, стяжками и другими приспособлениями. Кроме того делают прихватки — короткие поперечные швы, проложенные через несколько десятков сантиметров. Они скрепляют детали, придавая изделию форму. При сварке стыков их накладывают с двух сторон: так возникающие напряжения компенсируются. Только после тих подготовительных мероприятий начинают сварку.

Как выбрать ток для сварки

Научиться варить электросваркой невозможно, если не знать, какой выставлять ток. Он зависит от толщины свариваемых деталей и используемых электродов. Их зависимость представлена в таблице.

Но при ручной электродуговой сварке все взаимосвязано. Например, в сети упало напряжение. Выдать необходимый ток инвертор просто не может. Но даже в этих условиях работать можно: можно медленнее двигать электрод, добиваясь хорошего прогрева. Если и это не помогло, меняете тип движения электрода — несколько раз проходя по одному месту. Еще один способ — поставить тоньше электрод. Комбинируя все эти методы можно добиться хорошего сварного шва даже в таких условиях.

Как правильно варить сваркой вы теперь знаете. Осталось отработать навыки. Выбирайте сварочный аппарат, покупайте электроды и сварочную маску и приступайте к практике.

Чтобы закрепить информацию, посмотрите видео-урок по сварке.

Желательно, чтобы проволока была близка по составу к свариваемому металлу. Иначе велик риск, что шов получится недолговечным и некачественным. А то и вовсе сразу развалится.

Сегодня выпускается 56 марок электродной проволоки. Все они имеют различный химический состав. Разделить их можно на три основные группы.

Первая группа - углеродистая проволока. Углерода в ней содержится до 0,12 . Такой проволокой сваривают мало и среднеуглеродистую сталь.

Вторая группа - проволока для низколегированной стали. В ней содержатся никель, хром, молибден, титан, марганец и другие химический элементы. Ну и в третью группу входит высоколегированная проволока.

Правильно выбрать марку проволоки могут специальные таблицы. По содержащимся в них условным обозначениям нетрудно просчитать подходящий химический состав проволоки.

Электродная проволока выпускается диаметром от 0,3 до 12 миллиметров. Чаще всего используется диаметром от трех до шести миллиметров. Проволока всегда должна быть очищенной.

Покрытие электродов

Покрытие электрода представляет собой смесь различных компонентов нанесенных и закрепленных на стержне электрода.

Изобретателем покрытого электрода считается шведский инженер Оскар Кьельберг. Он придумал обмазывать проволоку и порошка силикатов.

На имя Кьельберга в 1908 году был выдан немецкий имперский патент №. 231733 "Электрод и порядок электрической пайки". В патенте говорится, что цель покрытия заключается в «защите расплавленного металла от кислорода и азота воздуха, обеспечении надлежащего физического и химического состояния шва, а также возможности проведения сварки во всех пространственных положениях».

Сегодня чаще всего применяют два вида покрытия электродов: тонкое или стабилизирующее, и толстое или качественное. Стабилизирующее покрытие ионизирует дуговой промежуток, облегчая тем самым процесс дуговой сварки.

Оно слабо защищает расплавленный металл от вредного воздействия воздуха. Но все же дает относительно приемлемое качество сварного шва, хотя и уступающее основному металлу. Простейшее стабилизирующее покрытие - мел, разведенный в жидком стекле (силикате натрия).

Качественное покрытие регулирует металлургические процессы при сварке и улучшает свойства наплавленного металла. Состав качественного покрытия весьма сложен. В нем содержатся шлакообразующие, газообразующие, раскисляющие, легирующие и стабилизирующие компоненты, стальные порошки.

Сейчас у нас наиболее распространены электроды с кальций-фтористистым или, похожим по свойствам, рутиловым покрытием. При плавке такие электроды дают флюс, защищающий сварной шов от вредного воздействия атмосферы.

В странах Запада повсеместное распространение также получили электроды с целлюлозным покрытием. Металлический стержень оборачивается обычной бумагой, которая пропитывается жидким стеклом, а затем высушивается. Такие электроды выделяют много газов, защищающих металл и сварочную ванну.

Производство и продажа электродов для сварки является популярным видом деятельности в России. Электроды – это расходный материал, востребованный в строительстве при возведении железобетонных конструкций, а также в тех сферах промышленности, где требуется выполнить соединение металлических поверхностей при помощи сварки. Сравнительно небольшие финансовые вложения на этапе открытия и быстрая окупаемость (от 1 года до 3 лет) – это основные преимущества предприятия, деятельностью которого является производство и продажа сварочных электродов.

Наша оценка бизнеса:

Стартовые инвестиции – от 2500000 руб. и выше

Насыщенность рынка – высокая.

Сложность открытия бизнеса – 8/10.

Основные этапы производства сварочных электродов

Предпринимателю, открывающему мини завод по производству сварочных электродов, необходимо арендовать помещение, приобрести оборудование и расходные материалы. Но покупать станки и сырье можно только после того, как выбран метод изготовления продукции: обмазка или опрессовка.

В целом, технологический процесс, при котором на металлический стержень наносится тонкий обмазочный слой, не сложен и состоит из нескольких этапов:

• изготовление заготовки – металлического стержня;
• приготовление обмазочной смеси;
• нанесение обмазки на заготовку;
• сушка.

Производство электродов в домашних условиях: обмазочный способ

Обмазка – метод, который можно применять при производстве электродов в домашних условиях, небольшими партиями. Основным устройством, отвечающим за качество готовой продукции, является сушильный шкаф. Стоимость шкафа для сушки варьируется от 1 230 руб. (простой пенал) до 22 000 (мощная электропечь).

Материалы, применяемые для изготовления электродов:

• специальная проволока, определенного диаметра;
• мел с добавками;
• калиевая или натриевая глыба.

Специальная стальная проволока для изготовления электродов, нужного диаметра и длины, выпрямляется и разрезается на равные куски. Все операции проводятся на автоматизированном оборудовании.

Поверхность полученных заготовок необходимо тщательно зачистить наждачной бумагой. Во время обработки удаляется верхний слой металла, а поверхность проволоки становится чистой и слегка шероховатой, что гарантирует качественное сцепление с обмазкой.

Обмазочный раствор представляет собой однородную массу, смешанную из разных компонентов, одним из которых является жидкое стекло, сделанное из силикатной глыбы. Важно помнить, что все вещества должны находиться в порошкообразном состоянии.

Мел и остальные добавки проходят определенные этапы измельчения на валковой или щебневой дробилке:

• черновое дробление, в результате которого, вещества делятся на большие куски;
• размол до получения порошкообразной массы (тонкий помол);
• просеивание с помощью специальных сит.

Это позволит создать однородную смесь, которая ровным слоем ляжет на электрод и хорошо сцепится с металлической поверхностью заготовки. Далее, металлический стержень опускается в готовый раствор, а затем подвергается двойной сушке.

Изготовление электродов методом опрессовки

Но обмазочный способ, используемый в домашних условиях, не подходит для изготовления электродов в масштабах промышленного производства. Вряд ли крупные компании, нуждающиеся в больших партиях сварочного материала, будут покупать «кустарную» продукцию, без сертификата и сопроводительной документации, даже если она отличаются хорошим качеством.

Поэтому на предприятии, которое имеет виды на дальнейшее развитие и расширение, предпочтительнее применить технологию производства электродов, методом опрессовки. Так как продукт, полученный таким способом, максимально соответствует современным требованиям и нормам, предъявляемым к сварочным материалам.

Опрессовка – это изготовление электродов сварочных с помощью специальных прессов, где они подвергаются воздействию высокого давления (от 300 до 650 кгс/кв. см). Процесс заключается в протаскивании металлической заготовки (электродной проволоки) сквозь отверстия, находящиеся в цилиндре установки, который наполнен обмазочным раствором.

Готовая продукция проверяется на наличие брака, зачищаются торцы. Только после этого электроды маркируются и упаковываются. Отходы, оставшиеся после работы бракоочистного станка, отправляются на переработку, а затем запускаются в производство следующей партии продукции.

Для организации мини цеха необходима линия по производству электродов средней мощности, включающая:

• питатель прутковый;
• ГЭП – гидравлический электродообмазочный пресс;
• зачистная установка.

Дополнительные устройства:

• МПЭ – механизм подачи электродов;
• МЗТ – механизм зачистки и транспортировки;
• ПРА – правильно-рубильный автомат, оснащенный приемным бункером и размотчиком проволоки;
• БП – брикет-пресс;
• МОБ (10) – механизм очистки сырых бракованных электродов;
• МС (50) – мокрый смеситель.

Цена оборудования для электродов варьируется от 6 800 000 до 8 000 000 руб.

Следует отметить, что обмазка – необходимая составляющая электрода, способствующая равномерному оплавлению свариваемых металлов. А корка шлака, образующаяся в процессе сварки, перекрывает доступ кислорода к соединительному шву, что позволяет избежать быстрой потери температуры на свариваемых поверхностях. В итоге получается идеально ровный шов, без пузырьков и микротрещин.

Производство графитированных электродов

Более сложным считается производство угольных электродов, изготовление которых требует большого количества энергии (ток 60-120 кА), сложного дорогостоящего оборудования и времени. Это обуславливает высокую стоимость готовой продукции.

Угольные или графитированные электроды выполняются из следующих материалов:

• малозольный нефтяной кокс (около 85%);
• электродный бой (около 15%);
• каменноугольного пека (в качестве связующего вещества).

Компоненты проходят этапы дробления, прокаливания, измельчения, разделения по фракциям, дозирования и смешивания. Далее электродная масса обрабатывается в мощных горизонтальных прессах. Полученные зеленые электроды сушатся, обжигаются и графитизируются.

Обжиг проводится в течение 12 – 33 дней при температуре от 1525 до 1625 К без доступа кислорода. В результате каменноугольный пек превращается в кокс, обеспечивая увеличения теплопроводности и электропроводности готовой продукции, а также улучшения механических характеристик электродов.

Графитизация длится более 100 часов при температуре от 2700 до 2900 К.

Самой затратной частью проекта является приобретение производственной линии. Поэтому перед тем, как купить оборудование для производства сварочных электродов, необходимо тщательно проанализировать состояние рынка в регионе открытия, рассчитать сумму стартовых вложений и выбрать оптимальную технологию изготовления.

Желательно предварительно найти клиентов, которыми обычно являются:

• специализированные магазины;
• фирмы, занимающиеся изготовлением металлоконструкций;
• частные мастерские.

Сэкономить можно, купив бывшее в употреблении оборудование. Но в этом случае нужно тщательно проверить документацию (техническое состояние, количество ремонтов), узнать о причинах продажи.

Расчет прибыли от производства и реализации электродов

Начинающему бизнесмену, не имеющему возможности приобрести современную производственную линию, лучше начать с небольшого производства. Но для этого также потребуется арендовать помещение для установки оборудования (например, сушильного шкафа, пресса и емкостей для приготовления обмазочной смеси) и приобретения минимального комплекта устройств. В этом случае затраты составят от 2 500 000 руб. и выше. Сюда входят покупка оборудования, доставка, запуск, приобретение сырья, зарплата сотрудникам, реклама, упаковка и прочее.

По оценкам специалистов рентабельность подобного бизнеса составляет 30%.

Стоимость электродов варьируется в зависимости от региона и в среднем составляет 400 руб. за упаковку (5 кг) или 80 руб. за 1 кг. Себестоимость – около 50 руб. за 1 кг. С помощью современных устройств можно выпускать около 500 кг готового продукта в сутки.

Отсюда:

• выручка в день составит около 25 000 руб. (500х50),
• в месяц – 750 000 руб.

Исходя из рентабельности, чистая прибыль составит около 230 000 руб. в месяц (750 000 / 30). Предприятие полностью окупится через 10-12 месяцев.