Как сделать сварочный электрод домашних условиях. Делаем сварочный электрод. Как варить алюминий электродами в домашних условиях

Время от времени нам бывает необходим сварочный аппарат. Как именно можно , мы узнали в одном из прошлых материалов. Однако сварочный аппарат без электродов использовать попросту невозможно, поэтому в дополнении к прошлому материалу мы представляем вашему вниманию урок по изготовлению самодельного сварочного электрода.

Давайте ознакомимся с процессом изготовления электрода, просмотрев видеоролик

Нам понадобится:
- жидкое стекло;
- мел;
- 3-4 мм проволока;
- кисточка.

Жидкое стекло не так сложно найти, как может показаться с первого взгляда. Такое стекло продается практически в любом строительном магазине. С материалами все ясно, и это значит, что можно приступить к процессу изготовления нашего электрода.

Для начала нам нужно размолоть мел в мелкую фракцию. Для этого кладем куски мела в блендер и включаем его.

Теперь намазываем на прутья жидкое стекло. Для этого нужно просто положить прутья на ровную поверхность, намочить кисточку в жидком стекле и нанести его на куски проволоки.

Следующим делом насыпаем на наш прут измельченный в блендере мел.

Теперь пытаемся все равномерно раскатать.

Наш электрод практически готов. На этой стадии нам нужно просто подождать пока он засохнет. После того, как наш электрод затвердел и жидкое стекло на нем загустилось, нужно его прокалить. Для этого нужно поставить электрод в обыкновенную духовку.

Включаем духовку и ставим на температуру 100 градусов по Цельсию. Кладем электроды в духовку на полчаса. Этого времени достаточно, чтобы жидкое стекло затвердело.

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.

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.

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.

Кто хоть раз сталкивался со сварочным делом наверняка обращал внимание на зажим электрода – одно неловкое движение, и стержень меняет угол, или и вовсе может выпасть. Разумеется, у профессиональных сварщиков не возникает подобных ситуаций, а вот любителю хотелось бы что-то более надежное – жесткая фиксация электрода позволит качественно и точно выполнить сварочные работы.

Какие материалы понадобятся

Болт (35 мм) и шпилька (70 мм) с резьбой на 12;
Удлиненная гайка (25-30 мм);
Две обычные гайки;
Стяжная гайка (барашковая);
Пластиковый держатель (боковая ручка) «болгарки».

Подготовительные работы

Первым делом на удлиненной гайке отмечаем центр, после чего зажимаем ее в тисках. При помощи обычной дрели высверливаем сквозное отверстие. Диаметр сверла должен быть где-то на 1/3 больше возможной толщины электрода.6-8 мм. Следует следить за тем, чтобы сверло было строго перпендикулярно ребру гайки.

Затем зажимаем в тисках болт и при помощи болгарки срезаем шляпку. На это место привариваем стяжную барашковую гайку. Длина свободной резьбы должна быть не меньше, чем расстояния от края длинной гайки до центра сделанного отверстия.

Отвинчиваем рукоятку от нерабочей болгарки, дрели или иного похожего инструмента.

Внутренний болт легко выбивается.

Зажимаем в тисках и рассверливаем отверстие под нашу шпильку.

Теперь можно приступать к сборке.

Сборка эксклюзивного надежного держателя электродов

Вкручиваем в широкую гайку шпильку и болт с барашком таким образом, чтобы они немного не доходили до края сделанного отверстия.

Далее всю конструкцию вставляем в рукоятку и визуально отмечаем место, до которого предстоит закрутить фиксирующую гайку.

После скручиваем двойную гайку, а с противоположной стороны устанавливаем гайку на нужную глубину. Делаем намотку провода, идущего к сварочному аппарату, и зажимаем ее другой гайкой, используя для этого два рожковых ключа.

Помещаем шпильку с проводом внутрь рукоятки и окончательно фиксируем ее двойной гайкой с наружной стороны. Вставляем в отверстие электрод и закручиваем барашковый болт с небольшим усилием. Теперь можно приступать к сварке.

О чем не следует забывать

На протяжении всех работ использовались такие инструменты, как дрель, болгарка и сварочный аппарат. Все они требуют повышенного внимания, т. к. несоблюдение элементарных правил безопасности и пренебрежение к средствам индивидуальной защиты (рабочие рукавицы, очки, сварочная маска и спецодежда с длинным рукавом из негорючих материалов) может стать причиной травм, иногда достаточно серьезных.

Испытание

Проведя пробную сварку, могу с уверенностью сказать, что наш самодельный держатель является полноценной заменой промышленных аналогов. Он надежно фиксирует электрод, и в случаях залипания его достаточно легко отсоединить от свариваемой поверхности (в заводской рукоятке он часто выскакивает из зажима и остается приваренным к заготовке).

Недостатком можно считать лишь тот факт, что данная рукоятка выполнена из пластика, хоть и прочного. При продолжительной работе в любом случае происходит нагрев, и ручка может деформироваться. В остальном получилась отличная рукоятка, стоимость которой – три гайки и два болта.