Как и в любой конструкции из металла, при ремон­те автомобильного кузова сварка выходит на первый план, как наиболее технологичный вид соединения кон­струкционных элементов. Можно с уверенностью ска­зать, что со сваркой открываются совершенно другие горизонты, чем без таковой. Однако эффективность сварки вовсе не означает автоматически ее простоту и безопасность. А потому резонно остановиться на свар­ке несколько подробнее.

  Чтобы не путаться в дальнейшем в различных по­нятиях (например, в сварке и пайке), для начала опре­делимся в терминологии. Сваркой называется процесс соединения деталей путем местного нагрева сварива­емых частей до температуры плавления (сварка плав­лением) или пластичного состояния (сварка давлени­ем, известная еще и как контактная сварка). Завод­ская сборка кузовов производится в настоящее время преимущественно контактной сваркой, а вот ремонт по давно сложившимся канонам еще и сваркой плав­лением, к которой относится и газовая сварка. В ны­нешние времена для использования при самостоятель­ном ремонте автомобильного кузова практически до­ступна любая (и газовая, и дуговая, и контактная) свар­ка. Следовательно, появляется возможность выбора, а это требует сравнения.

  Очень проста и технологична контактная сварка. В продаже уже давно появились аппараты для нее. Для самостоятельного ремонта не было бы ничего лучше, если бы не один ее крупный недостаток — необходи­мость расположения электродов по обе стороны от места соединения. Но как раз кузовной ремонт дале­ко не всегда предоставляет такую возможность: кры­ло заварить, например, может быть и можно, а замкну­тую полость (порог) нельзя. Проведение же контакт­ной сварки там, где это возможно, никаких трудностей не вызывает.

  Широкое распространение получила ацетилено-кислородная газовая сварка. Ацетилено-кислородное пла­мя имеет три зоны (рис. 65). Первая — ослепительно белого цвета ядро пламени с резкими очертаниями; во второй (бесцветной) зоне температура достигает 3100–3200 °С. Третья зона имеет желтовато-красный цвет и температуру около 2000 °С. При ремонте кузова газо­вой сваркой необходимо работать с нейтральным пла­менем горелки, образующимся при смешивании кис­лорода и ацетилена в соотношении 1,1:1. Нейтральное пламя характеризуется четким, коротким зеленоватоголубым внутренним слабо светящимся конусом. Оранжевое (восстановительное) пламя, образующееся при избытке ацетилена (С₂Н₂) науглероживает металл, а сварочный шов становится твердым, хрупким и труд­но поддается проковке.

Оптимальным является ре­жим сварки, когда конец зеленовато-голубого конуса пламени удерживают на расстоянии 2–5 мм от места сварки, в котором образуется сварочная ванна. Чаще всего в ванну вводят присадочный материал (проволо­ку), расплавляемый в том же пламени горелки. Раз­личают правый и левый способы газовой сварки.

  При правой сварке горелку помещают впереди присадки и наплавленного валика (рис. 66); движение и горелки, и проволоки вдоль сварного шва — слева направо. При левой сварке горелку помещают между присадочной проволокой и наплавленным валиком (рис. 67), а свар­ку ведут в направлении справа налево. При сварке элементов кузова автомобиля одни литературные ис­точники рекомендуют примененять левый способ пе­ремещения горелки, а другие — правый: окончатель­ный выбор, по-видимому, здесь за непосредственным исполнителем. Горелку наклоняют к плоскости сва­риваемых листов на тем больший угол, чем больше толщина свариваемых листов.

Наиболее простой является сварка горизонтальных швов в нижнем положении. Вертикальные швы при толщине металла до 3 мм ведут сверху вниз левым способом. Горелку при этом располагают под углом 45…60’ к шву, а присадочную проволоку — под углом 90 °. Сварку вертикальных швов снизу вверх ведут пра­вым способом (рис. 68) с зигзагообразным движением горелки и сварочной проволоки. При горизонталь­ном шве на боковой поверхности применяют сварку сквозным (двойным) валиком (рис. 69). При этом со­единяемые элементы стыкуют с зазором, в идеале рав­ным половине толщины металла. Сварку рекоменду­ется начинать с нижней кромки зазора с заплавлением присадочным материалом на всю толщину сваривае­мого металла. Затем оплавляют верхнюю кромку зазо­ра с направлением жидкого металла на нижнюю кром­ку. Таким образом выполняют весь шов. При выполне­нии горизонтальных швов давление газов сварочного пла­мени препятствует вытеканию расплавленного металла из шва, что облегчает процесс сварки. Очень облегчает самостоятельный ремонт возможность сварить соеди­няемые детали с отбортовкой внутрь — по отношению к лицевой стороне (рис. 70).

  В этом случае, сваривая отбортовки по их кромкам, сварку можно вести без присадки, с минимальными термическими деформаци­ями (поводками). Линию стыка с лицевой стороны можно запаять или зашпатлевать, о чем речь пойдет далее.

  Но изложенное (в очень сжатой форме) — лишь ос­новные принципиальные характеристики ацетилено-кислородной сварки. Для ее проведения нужно иметь внушительное хозяйство: газовые баллоны (которые надо периодически наполнять), редукторы, шланги, го­релку, присадочную проволоку. Все это в период между ремонтами (желательно не частыми) надо где-то хра­нить, причем весьма тщательно. Следует изучить, а глав­ное неукоснительно соблюдать инструкции по обраще­нию с сосудами под давлениями, каковыми являются баллоны. Для кузовного ремонта, безусловно, важным является то, что при газовой сварке нагрев и величина термических деформаций намного больше, чем при элек­тродуговой. Для проведения даже сравнительно неболь­шого ремонта нужно тщательно готовить зону работ в том смысле, что следует убрать (разобрать) все, что мо­жет сгореть в пламени газовой сварки, что по трудоем­кости может превысить собственно сварочные работы. Ремонт окрашенных частей кузова газовой сваркой при­водит к большому объему малярных восстановитель­ных работ, ибо окраска сгорает на большом удалении от места сварки. В то же время техника выполнения газовой сварки, особенно тонкого металла проще и ее легче освоить начинающему сварщику.

  В силу целого ряда причин наибольшее распрост­ранение получила дуговая сварка. Виды дуговой свар­ки различают по нескольким признакам: по среде, в которой происходит дуговой разряд (на воздухе — открытая дуга, под флюсом — закрытая дуга, в среде защитных газов); по роду применяемого электричес_: кого тока — постоянный, переменный; по типу элект­рода — плавящийся, неплавящийся. В последние годы именно для кузовного ремонта достаточно широко ста­ла использоваться полуавтоматическая дуговая свар­ка в среде защитного газа. Но наиболее доступна все-таки для индивидуального использования ручная ду­говая сварка (рис. 71) плавящимися электродами на переменном и постоянном токах, дающая возможность сваривать в непроизводственных условиях большин­ство сталей, включая нержавеющие.

Преимущества дуговой сварки перед газовой в боль­шей скорости, меньших зоне теплового влияния и ко­роблениях свариваемых деталей.

Для уменьшения отклонения дуги ме­няют месторасположение токоподвода, наклоняют элек­трод в сторону отклонения дуги (рис. 73), уменьшают её длину. Перенос металла всегда происходит от элек­трода малого сечения к металлу изделия. Капли ме­талла с электрода в ванну расплава переходят при го­рении сварочной дуги во всех ее пространственных положениях.

  При сварке на переменном токе безразлично, к ка­кому зажиму сварочного трансформатора присоедине­ны изделие и электрод. Сварку на постоянном токе выполняют при соединении «плюса» источника пита­ния с изделием (прямая полярность) или электродом (обратная полярность). Во время горения сварочной дуги при прямой полярности больше нагревается сва­риваемое изделие, при обратной полярности — элек­трод. При этом скорость плавления электродов из низ­коуглеродистой стали на 10–40% выше скорости их плавления при прямой полярности. Исходя из этого, выбирают прямую или обратную полярность в зави­симости от вида сварочных работ (прихватка или свар­ка), толщины свариваемых элементов (тонкие или тол­стые), электродов (углеродистая сталь, хромоникелевая) и др. При сварке тонких листовых деталей, а так­же некоторых специальных сталей, например корро­зионно-стойких и жаропрочных, применяют соедине­ние с обратной полярностью.

  При сварке электрод перемещают в направлении его оси (для поддержания определенной длины дуги), вдоль и поперёк сварного шва. При слишком быстром дви­жении электрода шов получается узким, неровным и неплотным. Если движение электрода замедленно, воз­можны перегрев и пережог металла. Ширина широкого шва должна составлять 6–15 мм, а ниточного — на 2–3 мм больше диаметра электрода. Сварные швы подраз­деляют: по форме — на стыковые, угловые, тавровые и нахлесточные (рис. 74); по протяженности — на сплош­ные и прерывистые (рис. 75); по положению в простран­стве — на нижние, горизонтальные, вертикальные и по­толочные (рис. 76).

  Наиболее легко выполнять сварку в нижнем поло­жении. Подварка стыка с обратной стороны (ниточным швом) повышает надежность соединения. Сварку вер­тикальных швов нужно выполнять снизу вверх. Сварка сверху вниз значительно труднее, т. к. при этом больше вероятность непровара. Для предотвращения вытекания жидкого металла из сварочной ванны при сварке верти­кальных швов сварочный ток следует уменьшать на 10–15% по сравнению со сваркой в нижнем положении.

Дугу при сварке горизонтальных швов возбуждают на нижней горизонтальной кромке, а затем переходят на верхнюю кромку. Сложность потолочной сварки заклю­чается в умении удерживать плавящийся металл от вытекания из кратера вниз. Это достигается только при сварке короткой дугой. Сварочный ток и диаметр элек­трода при сварке потолочных швов выбирают относи­тельно меньшими — на 15–20% по отношению к сварке в нижнем положении. Различают способы заполнения сварных швов. По длине их выполняют «напроход» и обратноступенчатым способом. Напроход швы, длина которых не превышает 300 мм, ведут от начала до конца в одном направлении. Сварные швы средней длины (300–1000 мм) сваривают либо напроход от середины к краям, либо обратноступенчатым способом. Обратносту-пенчатый способ сварки заключается в том, что длин­ный шов делят на участки длиной 100–300 мм, которые проваривают в направлении, обратном общему направ­лению шва. При этом конец каждого участка сварива­ют с началом предыдущего.

  Род и полярность тока выбирают в зависимости от марки и толщины свариваемого металла. Оптималь­ный сварочный ток корректируют и устанавливают опытным путем. Направление давления дуги можно изменить наклоном электрода и тем самым повлиять на глубину провара. Для сварки элементов неодинако­вой толщины диаметр электрода и сварочный ток под­бирают по нижним параметрам режима сварки, реко­мендуемым для элементов сварного соединения боль­шой толщины. В таких условиях сварочную дугу на­правляют на элемент соединения большей толщины.

В соединениях внахлестку элементы накладывают один на другой и выполняют шов по кромке верхнего элемента. К преимуществам соединений внахлестку относятся простота подготовки элементов под сварку и их сборки в конструкцию, а также небольшие усадки и коробления. Недостатки — повышенный расход метал­ла, необходимость сварки с двух сторон, возможность возникновения в соединении очагов коррозии, большие расход электродов и трудоемкость. Применяют ещё со­единения в кромку при толщине свариваемых элемен­тов до 3 мм и прорезные соединения, имеющие прорезь в одной из деталей, прикрепляемой внахлестку.

  Соединения деталей и узлов сваркой начинают с их взаимной фиксации прихватками («клёпками»). В про­тивном случае в процессе сварки соединяемые элемен­ты может «увести» друг от друга. В местах резких пе­реходов, в острых углах, на окружностях с малым ра­диусом и в других местах концентрации напряжений установка прихваток не разрешается. Прихватки так­же не следует устанавливать вблизи отверстий, на рас­стоянии менее 10 мм от отверстия или от края детали.

Для фиксации фланцев, цилиндров, шайб, трубча­тых соединений (рис. 77) и т. п. прихватки следует располагать симметрично. В случае двусторонней при­хватки деталей следует располагать «клепки» в шах­матном порядке. Прихватки следует ставить в такой последовательности, которая исключает или сводит до минимума коробление листов. Сварочный ток при прихватке должен быть на 20–30% больше сварочно­го тока, необходимого для сварки тех же материалов. Прихватку следует выполнять электродами меньшего диаметра, чем сварку того же соединения; дуга при прихватке должна быть короткой; дугу следует отры­вать не в момент образования кратера, а после полного его заполнения. При прихватке соединений из эле­ментов разной толщины дугу направляют на элемент большей толщины.

  Об их свойствах судят по устойчивости горения дуги, защите металла сварочной ванны, пригодности их для сварки в различных пространственных положениях, ка­честву сварного шва и т. п. Основные технологические свойства электродов определяются следующими данны­ми: родом тока (постоянным, переменным), для сварки которым предназначены электроды; полярностью (пря­мой, обратной) постоянного тока; рекомендуемым сва­рочным током для электродов разных диаметров. Тех­нологические свойства электрода зависят от химическо­го состава металла стержня, состава и качества электро­дного покрытия. Марка электрода характеризует состав его покрытия, материал стержня, технологические свой­ства электрода и механические свойства металла свар­ного шва, образуемого данными электродами. Для на­чального определения диаметра стержня электрода и сва­рочного тока при сварке тонкой стали можно воспользо­ваться табл. 20. Окончательно же диаметр электрода и сварочный ток подбираются в процессе работы.

  Дуга на постоянном токе более устойчива. Однако источник питания для неё требует дополнительного устройства — выпрямителя. Сильноточные (а именно такие нужны) полупроводниковые приборы для вып­рямителя — сами не маленькие, да еще нуждаются в радиаторах для охлаждения. Иногда полученный на выходе выпрямителя ток имеет слишком большой ко­эффициент пульсации и плохо поддерживает дугу на постоянном токе. Тогда применяют ещё и сглажива­ющий дроссель, а он по массе может быть сравним с трансформатором (самой тяжелой частью). И всё это для получения постоянного тока добавляется к транс­форматору, который сам по себе уже готовый источ­ник для питания дуги переменного тока.

  Стремление как-то ограничить габариты аппарата приводит к размещению его компонентов в тесном кор­пусе, что плохо для их охлаждения. В то же время при некоторых навыках работы со сваркой и достаточно мощном трансформаторе дуга переменного тока прак­тически не отличается от таковой на постоянном токе. Следующим наиважнейшим свойством источника пи­тания является его вольт-амперная характеристика (ВАХ). Дело в том, что для поддержания устойчивой дуги она должна быть падающей (рис. 78). Косвенно судить о ней можно по паспортным данным, а именно: зная на­пряжения холостого хода и номинальное, а также номинальный (рабочий) ток и ток короткого замыкания, можно достаточно точно оценить её крутизну. Конечно, крутизну ВАХ можно увеличить включением в свароч­ную цепь балластного сопротивления, но лучше, если у аппарата этот параметр уже в порядке.

  Наконец, весьма важно, какую мощность имеет ис­точник. Нередко в паспорте можно увидеть явно за­ниженное её значение — дескать, «во варит, а потреб­ляет энергии всего ничего». Известно, что произведе­ние тока на напряжение и есть мощность (в нашем случае, правда, приблизительно). Расхождение же это­го произведения с паспортной мощностью должно на­сторожить и вот почему. Режим работы источника питания характеризуется продолжительностью его на­грузки ПН или продолжительностью включения ПВ, что практически одно и то же. Эти величины выража­ются в процентах и означают долю непосредственно рабочего времени (собственно процесса сварки) в пол­ном цикле (например, сварка плюс пауза). К этому параметру надо отнестись очень внимательно, если есть желание поберечь аппарат.

  Теперь о сварке применительно к кузовному ремон­ту. Варить приходится при этом либо фрагменты вос­станавливаемых деталей, либо соединения новых или восстановленных деталей с остальной частью кузова. И в том, и в другом случаях, чаще всего, производится сварка тонкого металла. В этом и есть основная спе­цифика кузовной сварки. Сварить тонкую сталь, на­пример, ручной электродуговой сваркой намного труд­нее, чем стандартный стальной уголок. Априори легче это делать газовой сваркой. Лучше всего — полуав­томатом (дуга в среде защитного газа). Можно варить и ручной электродуговой сваркой, хотя это, пожалуй, самый трудный вариант. Правда и параметров настрой­ки процесса здесь предостаточно: величина сварочно­го тока, диаметр электрода, марка электрода, поляр­ность подключения источника, длина дуги и др. тех­нологические приемы. Так что выбирать есть из чего и, в конце концов, потренировавшись, настроиться мож­но. Вторым важным моментом является выбор типа сварного соединения: встык или внахлест. Соедине­ние встык предпочтительнее по многим причинам, но намного сложнее в исполнении. Правда сложность эта, как правило, с лихвой окупается на последующих ста­диях ремонта: зачистка и антикоррозионная обработ­ка швов, чистовая обработка поверхности и т. д. Тут опять есть выбор: более сложную работу можно заме­нить большим объемом работы менее сложной, что является типичным во многих случаях.

  Следующий важный вопрос — варить ли сплош­ным швом или можно обойтись прихватками («клеп­ками»)? Заметим, что вся заводская сборка кузова про­изводится «на точках». Следовательно, прочности клепок хватает. Но это абсолютно справедливо лишь для сварки внахлест. Сварку же встык все-таки име­ет смысл вести сплошным швом. В начале сварки цель прихваток — зафиксировать соединяемые эле­менты, исключив возможность их взаимного переме­щения. Это и определяет расположение, например, пер­вой пары «клепок» на максимальном удалении друг от друга, в частности, по противоположным краям сварного соединения. Если сварка только «клепками» и ограничивается, то заканчивается она установкой требуемого по условиям прочности соединения числа «клепок», а уж расстояние-то— как получится. Но вот что действительно очень важно и при сварке, и при постановке «клепок», так это плотное прилегание соединяемых элементов друг к другу: в противном случае можно все пожечь и ничего не сварить. Строго говоря, это должно достигаться на этапе подгонки де­талей друг к другу еще до начала сварки, но бывает по разным причинам в этот момент крайне затрудни­тельно. В этой ситуации может выручить такой при­ем: сначала тщательно подгоняются отдельные места соединения, в которых ставятся «клепки», а затем, пока металл еще горячий от только что произведенной свар­ки, он рихтуется стальным молотком до плотного со­вмещения других мест соединения (горячая рихтов­ка). Прием этот очень эффективный, но не всесиль­ный, т. е. он имеет свои границы применимости. Тем не менее, набив руку, таким образом можно существен­но упростить иногда очень сложную взаимную под­гонку деталей перед сваркой. Вообще этот этап и на­чальный момент сварки часто сопровождаются сожа­лением об отсутствии «третьей руки», но всегда так или иначе эта проблема решается. Поскольку моло­ток уже был упомянут, остается отметить его значи­мость в процессе сварки. Этот инструмент самый важ­ный после всего, чем производится непосредственно сварка. Молотком обязательно проковываются сварные швы, при ручной электродуговой сварке, напри­мер, и шва-то без проковки не увидать под расплавом покрытия электрода. Еще не известно, чем придется при сварке работать больше, молотком или всем ос­тальным. Вот почему молоток (обыкновенный слесар­ный) должен быть всегда под рукой.

  Про безопасность. Вопрос совсем не банален, как это может показаться. Давайте разберёмся, тем более что в данном случае есть, с чем разбираться. Приоб­ретается сварочный аппарат затем, чтобы извлечь из него пользу, которая может быть очень велика. Но по незнанию или неосторожности можно получить трав­му: удар током, ожог электродом или горячим метал­лом, ослепление дугой… да мало ли ещё какую — воз­можностей хоть отбавляй. А теперь спросим себя: «нам это нужно»? Ответ совершенно очевиден, тем более что травмы, полученные при сварке, могут иметь самые тяжелые последствия. Объясняется это прису­щим сварке сосредоточением опасных факторов: на­личием в источнике питания высокого напряжения, высочайшей температурой дуги, и, нередко, не самыми благоприятными условиями работы (выражаясь очень мягко), избежать которых просто невозможно.

Первое, что надо неукоснительно выполнять, это пра­вила электробезопасности. Следует самым тщатель­ным образом следить за целостностью изоляции всех электрических цепей. Корпус источника непременно должен быть заземлен, а лучше и «занулен» (рис. 79). Всякие работы с источником — профилактика, ремонт, перемещения и т. п. должны производиться после отключения его от сети. Особое внимание следует уде­лять электропроводам, сечение которых выбирают из расчета 5–7 А/мм². Электрододержатели также долж­ны соответствовать всем предъявляемым к ним тре­бованиям. Наконец, настоятельно рекомендуется знать правила и приёмы оказания первой помощи при по­ражении электрическим током.

  Теперь об обращении с дугой, как таковой. Особую опасность она представляет для глаз. Неумеренное воз­действие дуги на глаза приводит к развитию катарак­ты. О том, чтобы работать без маски, не может быть и речи. Другое дело, каким светофильтром пользоваться, ведь плотность у них разная (они различаются по вели­чинам сварочных токов, маркируются и имеют класси­фикационный номер). «Всезнающие» оценивают пригодность «стеклышка», глядя через него на солнце. А ка­ким оно должно быть через подходящий фильтр? А ес­ли солнца в данный момент нет? Можно рекомендовать следующее. Проведите пробную сварку: если в свете дуги через фильтр виден подлежащий сварке стык (ясно, куда вести электрод ближайшие 1–2 см), всё в порядке. Если видимость меньше (что-то там светится) — стек­ло чрезмерно темное. Если же уж слишком далеко видно, фильтр не достаточно плотный.

  Редко какому новичку удаётся избежать перебора в разглядывании дуги без маски (на профжаргоне «нало­вить зайчиков»). Мало сказать, что явление это непри­ятное. К вечеру или ночью вы вдруг ощущаете, что глаза полны крупнозернистым песком, который ещё и куда-то движется. В таких случаях хорошо помогает комп­ресс из спитого чая или сырого картофеля, но всё-таки лучше вообще избегать подобной ситуации. Поскольку дуга излучает мощный поток ультрафиолета, возможны ожоги (аналогично солнечным) открытых частей тела. Одежда сварщика (брюки и куртка) и рукавицы долж­ны быть изготовлены из брезентовой ткани. В комплект спецодежды сварщика также входят сапоги или ботин­ки. Брюки надевают поверх обуви для предохранения ног от ожогов брызгами металла и горячими огарками.

  Наконец, сварочные работы чрезвычайно пожаро­опасны, а потому любые предосторожности в этом пла­не не могут оказаться лишними. Лучше всего, пожа­луй, при проведении сварки иметь под рукой углекис-лотный огнетушитель, разумеется заряженный, посколь­ку дело тут далеко не в проформе. Крайне важной является уборка рабочего места после проведения сва­рочных работ — пожары от закатившейся искры дав­но превратились в явление «классическое».

  Принцип «не навреди» имеет прямое отношение и к сварке в процессе ремонта главным образом пото­му, что сварные соединения нуждаются в надежной антикоррозионной защите. Тут все определяется мес­том расположения этих соединений, а значит, их даль­нейшей судьбой. Если сварные швы расположены на лицевых поверхностях, то они в обязательном поряд­ке зачищаются, затем лудятся или шпатлюются, а за­тем еще покрываются различными лакокрасочными покрытиями, так что вопрос борьбы с коррозией так или иначе решается. Изнаночная сторона швов или швы, расположенные на днище кузова лучше всего за­щищаются все той же оконной замазкой-пластилином, поверх которой прекрасно ложатся все прочие необ­ходимые в этом случае покрытия.

  Как может повлиять изложенное в данном разделе на выбор вида сварки в каждом конкретном случае, неизвестно. Все может определиться поговоркой: «Чем богаты, тем и рады». Здесь же решалась другая зада­ча: помочь наилучшим образом распорядиться тем, что окажется в наличии.

Просмотров: 1147

Дата: Пятница, 05 Августа 2011