Come saldare ad arco (con immagini)

2024 Autore: Robert Blare | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 07:47

La saldatura ad arco in metallo schermato è il processo di unione di due pezzi di metallo utilizzando un elettrodo ricoperto di flusso che viene fuso in un arco elettrico e diventa una parte fusa dei pezzi da saldare. Questo articolo descriverà l'uso di bacchette di saldatura rivestite di flusso e una semplice saldatrice a scatola di cracking del tipo a trasformatore.

Passi

Passaggio 1. Comprendere il processo di saldatura ad arco di metallo schermato

Un arco elettrico si forma sulla punta della bacchetta di saldatura quando una corrente passa attraverso un traferro e continua attraverso il metallo messo a terra che viene saldato. Ecco alcuni dei termini e delle relative descrizioni utilizzati in questo articolo:

Saldatrice. Questo è il termine usato per descrivere la macchina che converte l'elettricità da 120-240 volt CA in tensione di saldatura, tipicamente 40-70 volt CA, ma anche una gamma di tensioni CC. Generalmente è costituito da un trasformatore grande e pesante, un circuito regolatore di tensione, una ventola di raffreddamento interna e un selettore dell'intervallo di amperaggio. Il termine saldatore si applica alla persona che esegue la saldatura. Una saldatrice richiede un saldatore per farla funzionare.
Cavi, o cavi di saldatura. Questi sono i conduttori di rame isolati che trasportano l'elettricità ad alto amperaggio e bassa tensione al pezzo da saldare.
Il portacanna, o pungiglione, è il dispositivo all'estremità del cavo che tiene l'elettrodo, che la persona che salda utilizza per svolgere il compito di saldatura.
Massa e morsetto di terra. Questo è il cavo che mette a terra o completa il circuito elettrico e, in particolare, il morsetto che è attaccato all'opera per consentire all'elettricità di passare attraverso il metallo da saldare.
Amperaggio, o amplificatori. Questo è un termine elettrico, usato per descrivere la corrente elettrica fornita all'elettrodo.
DC e polarità inversa. Questa è una configurazione diversa utilizzata nella saldatura con un sistema arco/elettrodo, che offre una maggiore versatilità, specialmente nelle applicazioni di saldatura sopratesta e per l'uso della saldatura di alcune leghe che non si saldano facilmente con le tensioni CA. La saldatrice che produce questa corrente ha un circuito raddrizzatore oppure ha la corrente fornita da un generatore, ed è molto più costosa di una tipica saldatrice in corrente alternata.
Elettrodi. Esistono molti elettrodi di saldatura specializzati, utilizzati per leghe e tipi di metalli specifici, come ghisa o ghisa malleabile, acciaio inossidabile o cromo, alluminio e acciai temperati o ad alto tenore di carbonio. Un tipico elettrodo è costituito dalla vergella al centro ricoperta da uno speciale rivestimento (flusso) che brucia durante il mantenimento dell'arco, consumando ossigeno e producendo anidride carbonica nell'area di saldatura per evitare che il metallo di base si ossidi o bruci durante l'arco fiamma durante il processo di saldatura. Ecco alcuni elettrodi comuni e i loro usi:
- Gli elettrodi E6011 sono elettrodi in acciaio dolce con rivestimento in fibra di cellulosa. I primi due numeri nell'identificazione dell'elettrodo sono la resistenza alla trazione, misurata in libbre per pollice quadrato per 1.000. Qui, la resa dell'elettrodo sarebbe di 60.000 PSI.
- Gli elettrodi E6010 sono un elettrodo a polarità inversa, comunemente usato per la saldatura di tubi di vapore e acqua, e sono particolarmente utili per la saldatura sopratesta, poiché il metallo mantiene la sua posizione mentre è allo stato liquido, essendo aspirato nel bagno di fusione fuso dal flusso del flusso diretto corrente dall'elettrodo al pezzo.
- Sono disponibili altri elettrodi E60XX per scopi specifici, ma poiché gli E6011 sono considerati un'asta standard per uso generale e gli E6010 sono considerati lo standard per la saldatura CC a polarità inversa, non verranno trattati in dettaglio in questo articolo.
- Gli elettrodi E7018 sono barre di acciaio rivestite con flusso di idrogeno basso, con una resistenza alla trazione ad alto rendimento di 70.000 PSI. Questi sono spesso utilizzati nell'assemblaggio dell'acciaio strutturale utilizzato nel settore delle costruzioni e in altre applicazioni in cui è richiesto un materiale di riempimento resistente e una saldatura più resistente. Si noti che, sebbene queste aste forniscano una maggiore resistenza, sono meno tolleranti rispetto all'ottenimento di una saldatura pulita e di alta qualità con amperaggi errati e con acciai sporchi (arrugginiti, verniciati o zincati). Questi elettrodi sono chiamati a basso contenuto di idrogeno a causa di ogni tentativo di abbassare il contenuto di idrogeno. Questi elettrodi devono essere conservati in un forno con una temperatura compresa tra 250ºF e 300ºF. Questa temperatura è al di sopra del punto di ebollizione dell'acqua di 212ºF al livello del mare. Questa temperatura impedisce all'umidità (rugiada) (H2O) dell'aria di accumularsi nel flusso.
- Elettrodi Nichel, Castalloy, Ni-Rod. Si tratta di bacchette speciali realizzate per la saldatura di ghisa, duttile o malleabile, e hanno una resa maggiore, per consentire l'espansione e la contrazione del materiale ferroso da saldare.
- Bacchette di metalli dissimili. Queste bacchette sono realizzate in una lega speciale e danno risultati migliori nella saldatura di acciai bonificati, temprati o legati.
- Aste in alluminio. Si tratta di una tecnologia più recente e consente la saldatura ad arco dell'alluminio con una saldatrice convenzionale, piuttosto che utilizzare una speciale saldatrice a filo con schermatura a gas come una saldatrice MIG (metallo, gas inerte) o TIG (tungsteno, gas inerte), spesso indicata come come saldatura ad elio, poiché l'elio era il gas utilizzato per schermare la fiamma dell'arco durante la saldatura. I nomi ufficiali creati dall'American Welding Society (AWS) per questo tipo di saldatura ad arco sono Shielded Metal Arc Welding (stick), Gas Tungsten Arc Welding (tig) e Gas Metal Arc Welding (mig).
- Dimensioni degli elettrodi. Gli elettrodi sono disponibili in una varietà di dimensioni, misurate dal diametro del centro metallico di ciascuna asta. Per le barre di acciaio dolce, una gamma di diametri di ¹⁄₁₆ pollici (0,2 cm) a ³⁄₈ pollici (1,0 cm) e la dimensione utilizzata è determinata dall'amperaggio del saldatore e dallo spessore del materiale da saldare. Ogni canna si comporta al meglio in un determinato intervallo di amperaggio. La selezione dell'intervallo di amperaggio corretto per una barra di una determinata dimensione dipenderà dal materiale di base e dalla penetrazione desiderata, quindi gli amperaggi specifici saranno coperti solo per la saldatura descritta più avanti in questo articolo.
Equipaggiamento di sicurezza. Una parte fondamentale della saldatura in sicurezza è disporre e sapere come utilizzare l'attrezzatura di sicurezza corretta per il lavoro. Ecco alcuni elementi tipici necessari per la saldatura in sicurezza.
- Schermo di saldatura (cappuccio). Questa è la maschera che viene indossata per proteggere la persona che salda dal lampo luminoso dell'arco e dalle scintille che vengono lanciate durante la saldatura. Le lenti per saldatura ad arco standard sono colorate in modo molto scuro, poiché l'esposizione all'arco elettrico può causare ustioni da flash alla retina dell'occhio. Un livello di oscurità di livello 10 è il minimo per la saldatura ad arco. Una volta si preferivano i cappucci per saldatura con una lente ribaltabile, poiché la lente scura può essere sollevata e una lente di vetro trasparente separata proteggerà il saldatore da frammenti di scorie mentre la saldatura è scheggiata. I nuovi schermi per saldatura auto oscuranti sono gli schermi per saldatura più desiderabili ora venduti. Queste lenti per schermi di saldatura sono di colore molto chiaro per la molatura e il taglio a cannello. Quando viene colpito un arco, la lente auto oscurante automatica cambierà in una tonalità preimpostata n. 10. Ancora più recenti sul mercato sono le lenti auto oscuranti automatiche a tonalità variabile.
- Guanti per saldatura. Si tratta di guanti speciali in pelle isolanti che raggiungono circa 15,2 cm (6 pollici) sopra i polsi e proteggono le mani e le braccia inferiori del saldatore (la persona che salda). Inoltre forniscono una protezione limitata da urti accidentali se la persona che salda entra in contatto accidentalmente con l'elettrodo.
- Pelli per saldatura. Questo è un grembiule simile a una giacca di pelle che copre le spalle e il torace del saldatore, utilizzato per lavori sopra la testa in cui le scintille potrebbero incendiare i vestiti del saldatore o causare ustioni.
- Stivali da lavoro. La persona che salda deve indossare uno stivale stringato di almeno 15,2 cm (6 pollici) per evitare che scintille e scorie calde gli brucino i piedi. Questi stivali dovrebbero avere suole isolanti realizzate con un materiale che non si scioglie o brucia facilmente.

Passaggio 2. Impara i passaggi per creare una saldatura di successo

Saldare è più che trascinare un filo di saldatura su un pezzo di acciaio e incollarlo su un altro. Il processo inizia con il corretto montaggio e fissaggio dei pezzi da lavorare, o del metallo da saldare, insieme. Per pezzi più spessi, potresti voler molare uno smusso in modo che le perline successive possano essere posizionate nella scanalatura per riempirla completamente con una saldatura solida. Ecco i passaggi di base per completare una saldatura semplice.

Colpisci l'arco. Questo è il processo di creazione di un arco elettrico tra l'elettrodo e il pezzo. Se l'elettrodo consente semplicemente alla corrente di passare direttamente nel pezzo messo a terra, non verrà prodotto abbastanza calore per fondere e fondere il metallo insieme.
Sposta l'arco per creare una perlina. Il tallone è il metallo dell'elettrodo di fusione che scorre insieme al metallo fuso dal metallo di base per riempire lo spazio tra i pezzi che vengono uniti mediante saldatura.
Modellare il cordone di saldatura. Questo viene fatto tessendo l'arco avanti e indietro lungo il percorso di saldatura con un movimento a zig zag o a forma di 8 in modo che il metallo si estenda alla larghezza desiderata per il cordone di saldatura finito.
Truciolare e spazzolare la saldatura tra le passate. Ogni volta che si completa un passaggio o si passa da un'estremità all'altra della saldatura, è necessario rimuovere la scoria, o il materiale del flusso dell'elettrodo fuso, dalla superficie del cordone di saldatura in modo che solo il metallo fuso pulito riempia la saldatura al passaggio successivo.

Passaggio 3. Raccogliere gli strumenti e i materiali necessari per iniziare la saldatura

Ciò significa la saldatrice, gli elettrodi, i cavi e le pinze e il metallo da saldare.

Passaggio 4. Preparare un'area di lavoro sicura, preferibilmente con un tavolo in acciaio o altro materiale non infiammabile

Per fare pratica, almeno qualche pezzo di acciaio dolce ³⁄₁₆ pollici (0,5 cm) di spessore funzionerà.

Passaggio 5. Preparare il metallo da saldare

Se il metallo è costituito da due pezzi che devono essere uniti nel processo di saldatura, potrebbe essere necessario prepararli o prepararli alla saldatura, molando un bordo smussato sui lati da unire. Ciò consente una penetrazione sufficiente dell'arco di saldatura per fondere entrambi i lati allo stato fuso in modo che il metallo d'apporto si leghi attraverso lo spessore della sezione del metallo. Come minimo, dovresti rimuovere qualsiasi vernice, grasso, ruggine o altri contaminanti in modo da lavorare con una pozza pulita di metallo fuso mentre salda.

Passaggio 6. Fissare i morsetti per tenere insieme i pezzi di metallo, se necessario

Di solito funzionano le pinze di bloccaggio, i morsetti a "C", una morsa o i morsetti con caricatore a molla. Per progetti speciali, potresti scoprire che dovrai adattare diverse tecniche per fissare i pezzi da lavorare fino a quando non vengono uniti.

Passaggio 7. Fissare il morsetto di terra al pezzo più grande di stock che viene saldato

Assicurarsi che ci sia una posizione pulita in modo che il circuito elettrico possa essere completato con una resistenza minima nella posizione di terra. Anche in questo caso, la ruggine o la vernice interferiranno con la messa a terra del pezzo da lavorare, rendendo difficile la creazione di un arco quando inizi a saldare.

Passaggio 8. Selezionare l'asta e l'intervallo di amperaggio corretti per il lavoro che si sta tentando

Come esempio, ¹⁄₄ la lamiera d'acciaio di pollici (0,6 cm) può essere saldata efficacemente utilizzando un E6011, ¹⁄₈ elettrodo in pollici (0,3 cm), a 80-100 ampere. Posizionare l'elettrodo nel portaelettrodo (d'ora in poi denominato pungiglione) assicurandosi che il materiale conduttivo del morsetto pungiglione si trovi sul metallo pulito all'estremità dell'elettrodo.

Passaggio 9. Accendi la saldatrice

Dovresti sentire un ronzio dal trasformatore. Il suono della ventola di raffreddamento in funzione può essere o meno udibile. Alcune ventole per saldatrici funzionano solo quando la macchina richiede il raffreddamento. In caso contrario, potrebbe essere necessario controllare il circuito che fornisce l'alimentazione e gli interruttori nella scatola del pannello. Le saldatrici richiedono una notevole quantità di potenza per funzionare, spesso un circuito speciale valutato a 60 ampere o più a 240 volt.

Passaggio 10. Tieni il pungiglione nella tua mano dominante per l'impugnatura isolata, con l'asta in una posizione tale che battendo la punta contro la piastra che stai saldando sarà un movimento il più naturale possibile

Tieni lo schermo di saldatura abbastanza in alto in modo da poter vedere di spostare l'elettrodo a pochi pollici dal pezzo, pronto a ribaltarsi verso il basso per proteggere gli occhi. Potresti provare a picchiettare l'elettrodo contro il metallo saldato per avere un'idea prima di accendere l'unità, ma non accendere mai un arco elettrico senza proteggere gli occhi.

Passaggio 11. Selezionare il punto in cui si desidera iniziare la saldatura

Posizionare la punta dell'asta vicino ad essa, quindi far cadere la cappa di saldatura in posizione. Vuoi battere la punta dell'elettrodo contro il metallo per completare il circuito elettrico, quindi tirarlo indietro un po' istantaneamente, per creare un arco elettrico tra la punta dell'elettrodo e il metallo da saldare. Un altro modo per accendere un arco è come accendere un fiammifero. Questo spazio d'arco, o spazio aereo, crea una grande resistenza nel circuito elettrico, che è ciò che produce la fiamma dell'arco o il plasma e il calore necessario per liquefare l'elettrodo e il metallo adiacente all'area di saldatura.

Passaggio 12. Colpire l'elettrodo contro la superficie del metallo, tirandolo leggermente indietro quando si vede un arco elettrico

Ciò richiede molta pratica, poiché diversi diametri di elettrodo e amperaggi di saldatura richiedono una distanza diversa tra la punta dell'elettrodo e il pezzo da lavorare, ma se si riesce a mantenere la distanza costante, si verificherà un arco elettrico continuo dall'elettrodo al pezzo da lavorare. In genere, la distanza dell'arco non deve essere maggiore del diametro dell'elettrodo. Esercitati a stabilizzare l'arco tenendo l'elettrodo a circa 1/8 - 3/16 di pollice dal pezzo in lavorazione, quindi inizia a muoverti lungo il percorso che desideri saldare. Quando muovi l'elettrodo, il metallo si scioglierà, riempiendo la pozza di metallo fuso e formando la saldatura.

Passaggio 13. Esercitati a percorrere il percorso della saldatura con l'elettrodo finché non riesci a mantenere un arco coerente, muovendoti a una velocità costante e in linea con il percorso che desideri saldare

Quando avrai imparato a controllare l'arco, inizierai a esercitarti nella posa o nella costruzione del cordone di saldatura. Questo è il deposito di metallo che unisce i due pezzi che stai saldando. La tecnica che utilizzerai per la posa del cordone dipenderà dalla larghezza dello spazio vuoto (se presente) che stai riempiendo e dalla profondità in cui vuoi che penetri il cordone di saldatura. Più lentamente muovi l'elettrodo, più profonda sarà la saldatura nei pezzi di metallo e, per creare un percorso ampio, più zig zag o intrecci la punta dell'elettrodo, più largo sarà il cordone che sistemerai.

Passaggio 14. Mantieni l'arco stabilito mentre ti muovi lungo la saldatura che stai facendo

Se l'elettrodo si attacca al metallo e si blocca, scuotere il pungiglione per liberare l'asta dal morsetto del pungiglione o dal metallo saldato. Se l'arco si perde perché si sposta l'elettrodo troppo lontano dalla superficie del metallo, interrompere il processo e pulire la scoria dal punto in cui si sta saldando così quando si riaccende l'arco per continuare, non ci sarà scoria nell'area di saldatura per contaminare la nuova saldatura si inizia dal punto in cui l'arco è stato perso o rotto. Non posare mai un nuovo cordone sulla scoria esistente, poiché questo materiale si scioglierà nel plasma dell'arco e bolle attraverso il nuovo strato di metallo che stai posizionando, risultando in una saldatura debole e sporca.

Passaggio 15. Esercitati a spostare l'elettrodo con un movimento ampio per creare una perla più ampia

Ciò ti consentirà di riempire una parte maggiore della saldatura in un unico passaggio, lasciando una saldatura più pulita e sana. L'elettrodo viene spostato lateralmente mentre viene disegnato lungo il percorso di saldatura, con un movimento a zig-zag, curvo oa forma di otto.

Passaggio 16. Regolare l'amperaggio di uscita della saldatrice in base al materiale che si sta saldando e alla penetrazione dell'arco desiderata

Se si scopre che il cordone di saldatura finito è butterato, con profondi crateri ai bordi del cordone, o il metallo adiacente è semplicemente fuso o bruciato, ridurre l'amperaggio in modo incrementale fino a quando la condizione non viene corretta. Se, d'altra parte, hai difficoltà a colpire o mantenere un arco, potrebbe essere necessario aumentare l'amperaggio.

Passaggio 17. Pulisci la saldatura finita

Dopo aver terminato la saldatura, potresti voler rimuovere la scoria e ripulire la saldatura, per consentire alla vernice di aderire meglio o semplicemente per ragioni estetiche. Eliminare la scoria e spazzolare la saldatura per rimuovere qualsiasi materiale estraneo e scorie rimanenti. Se la superficie deve essere piatta per consentire il montaggio del pezzo che hai saldato su un altro pezzo, usa una smerigliatrice angolare per rimuovere la parte superiore o alta del cordone. Una saldatura pulita, in particolare dopo la rettifica in piano, è più facile da esaminare per vedere se si sono verificati vaiolature, rigonfiamenti o altri difetti durante la saldatura.

Passaggio 18. Dipingi la saldatura con un primer antiruggine adatto per proteggerla dalla corrosione

Il metallo appena saldato si corroderà piuttosto rapidamente se esposto agli elementi, poiché il metallo di base effettivo è esposto direttamente all'umidità.

Suggerimenti

Alcune persone ascoltano i suoni prodotti dall'arco elettrico per giudicare la qualità della saldatura. I suoni di scoppiettio e schiocco possono indicare una distanza dell'arco incoerente o un amperaggio improprio.
Quando si uniscono pezzi in lavorazione troppo grandi per essere fissati efficacemente, fissare i pezzi insieme con piccole saldature a intervalli per evitare che i pezzi si spostino.
Se saldate a metà giornata, le pupille degli occhi saranno piccole e meno luce entrerà nei vostri occhi. Ciò ridurrà la possibilità di ottenere forti mal di testa da danni alla retina causati dalla luce emessa dagli archi. Se ti viene un forte mal di testa dagli archi, non preoccuparti, stai lontano dal sole e prendi l'aspirina per controllare il dolore e guarirà in 2 o 3 giorni.
Se saldate al sole a metà giornata, il metallo si riscalderà e sarà più facile iniziare e continuare le saldature. Puoi anche usare un amperaggio più piccolo e fare un lavoro migliore se il metallo è caldo dal sole.

Avvertenze

Ispezionare i cavi e le connessioni spesso per ridurre la possibilità di scosse elettriche accidentali.
Il metallo rimane caldo per un lungo periodo di tempo dopo che la saldatura è stata completata, quindi tieni animali domestici e bambini fuori dall'area di lavoro finché tutti i materiali non si sono raffreddati.
Proteggiti dalle scottature coprendo la pelle con guanti, maschera facciale e maniche, a seconda dell'area da coprire. Non saldare mai senza casco protettivo durante la saldatura.
La luce intensa di un arco elettrico può causare ustioni simili a una scottatura solare, quindi indossa magliette a maniche lunghe e pantaloni lunghi per ridurre l'esposizione.
Vedere il collegamento nelle citazioni, di seguito, per avvertenze e precauzioni specifiche.
Evitare di respirare i fumi prodotti dal processo di saldatura. Ciò vale in particolare per i metalli zincati o placcati e per quei metalli che sono stati verniciati con primer all'ossido di metallo. Il metallo nei polmoni può causare il cancro.
Le saldatrici ad arco utilizzano una corrente elettrica ad alto amperaggio che è estremamente pericolosa, quindi maneggiare con cura i cavi e il pungiglione. Non saldare mai in condizioni di bagnato o su materiale bagnato senza un'adeguata formazione.
Assicurati sempre di mettere il filtro davanti agli occhi prima di colpire l'arco!