Ручная дуговая сварка

Разновидности электрической сварки

В настоящее время электрическая сварка происходит с помощью двух типов электрического тока:

  1. постоянного,
  2. переменного.

В первом случае в качестве источников питания выступают сварочные выпрямители, хотя не исключается применение особых преобразователей. Если говорить о сварке с помощью переменного тока, то в данном случае принято использовать сварочные трансформаторы со специальной конструкцией. В большинстве случаев электрическая дуговая сварка незаменима при эксплуатации плавящегося в дуге электрода. Подобный вариант пользуется большой популярностью и широко распространен.

Его можно использовать для сваривания или наплавления самых различных сталей легированного и углеродного происхождения, чугунного материала, а также многих цветных металлов.

Вы должны понимать, что сварка с помощью постоянного тока уменьшает количество брызг металла на швах. Несмотря на обширный ассортимент типов электрической сварки, самым популярным является применение электродов, причём как плавких, так и угольных (неплавких). Первый вариант подразумевает формирование швов посредством расплавления электрода. Что касается неплавящейся разновидности, то она подразумевает расплавление особой присадочной проволоки, которая вводится непосредственно внутрь сварочной ванночки. Технология ручной дуговой сварки подразумевает плотную стыковку свариваемых краев.

Горение дуги происходит между электродом из неплавких материалов, таких, как уголь или графит, и самой заготовкой. Вводящиеся в область горящей дуги края элементов и присадочный материал прогреваются до определенной температуры и начинают плавиться. В данном случае происходит формирование ванночки, которая состоит из расплавленного металла. По мере кристаллизации металлического элемента происходит образование сварочного шва. Такой метод незаменим при обработке цветных металлов или твердых сплавов.

https://youtube.com/watch?v=0LpV4CBdbaM

Если сварку осуществляют с помощью плавящегося электрода, горение электрической дуги происходит таким же образом, как в первом случае. Правда, тогда расплавление электрода совместимо с расплавлением кромок заготовки, что способствует появлению общей ванны, где находится расплавленный металл. В большинстве случаев данное решение задействуется при ручной сварке металла. Кроме многих достоинств, представленных универсальностью и удобством использования, для электросварки характерны и минусы.

Особенности технологии

Техника и технология дуговой ручной сварки основывается на создании замкнутого контура, по которому проходит ток разного вида – постоянного, переменного или высокочастотного импульсивного типа. Образование дуги происходит во время моментальной подаче напряжения к электроду после его касания со свариваемой металлической поверхностью.

Тепло, которое необходимо для плавления кромок, получают от электрической дуги. В зоне действия дуги происходит образование области жидкого расплава, в которой возникает перемешивание металла обеих заготовок. Во время остывания они кристаллизуются, образуют единое целое, а именно сварной шов. Данную область расплава, перемещающуюся вслед за электродом и дугой вдоль линии шва, называют сварочной ванной.

Металлический стержень электрода покрывают специальным составом, который называется флюсом. Во время сильного нагревания он расплавляется, образует инертный газ, который формирует защитное облачко над рабочей зоной и предотвращает окислительные процессы при взаимодействии расплава с кислородом.
Для поддержания электродуги на держатель и на заготовки подается напряжение от источника.

Важно! Технологический процесс ручной дуговой сварки обычно проводится с использованием постоянного или переменного тока. Для этого применяются специализированные или универсальные источники

Технология выполнения ручной дуговой сварки цветных металлов и сплавов, которые проявляют высокую химическую активность в нагретом состоянии, выполняется в атмосфере специально подаваемых газов с защитным действием в рабочую зону.

Имеется несколько основных приемов и движений стержней относительно поверхностей:

  • затягивание отверстий и прожогов «перетаскиванием». Во время этого процесса расплавленная металлическая смесь натягивается с поверхности на поверхность при помощи электродов;
  • сварочный процесс «полумесяцем» или «зигзагом».

Обычный балансный инвертор с мощностью 220 В при номинальном повышении тока может применяться для разрезания листовых металлических заготовок, а также в виде прутка. При стандартном режиме аппарат используется для сварочного процесса.

Чтобы выполнение ручной дуговой сварки было правильным, а шов качественным, стоит запомнить несколько важных правил:

  1. Подача тока должна осуществляться постоянно.
  2. Все поверхности и электроды должны быть в сухом состоянии, иначе сварочная ванна начнет искрить, а шов будет кривым и непрочным.
  3. Сварочный кабель не должен иметь трещин, повреждений, обрывов. В противном случае ток перейдет в фазу, и электрод залипнет в сварочной ванне. В результате это приведет к замыканию и порче сварного шва под воздействием раскаленного электрода.

Обозначение дуговой сварки

В соответствии со стандартом ГОСТ 2.312 – 68 установлены специальные условные обозначения для чертежей. Чтобы найти или изобразить шов, получаемый пи дуговой сварке, потребуется знать условные знаки, применяемые в строительной документации.

Шов, который видим, на чертеже рисуется сплошной чертой, невидимый – линией из штрихов. Если сварной является не шов, а только конкретная точка на поверхности, то ее обозначают знаком +. Если точка скрыта от зрения, ее не изображают. Сама сплошная линия имеет разную толщину: для границ выбирается линия более четкая, а для элементов, находящихся внутри или по кромке потребуется тонкая линия. Для упрощения работы с чертежами от каждого изображения шва идет выносная стрелка, которая укажет технический документ.

Цены

Стоимость аппаратов различных видов сварки колеблется в 2 до 170 тысяч. В зависимости от цели и объемов работ можно подобрать оборудование по нужной цене. Ассортимент техники достаточно широк. При выборе потребуется консультация специалиста, только он подскажет, на какой модификации лучше остановиться, какой прибор приобретать. 

Техника ручной дуговой сварки в различных пространственных положениях

В зависимости от пространственного положения сварного шва приемы сварки и техника будут отличаться

Положения при сварке

Сварка в нижнем положении

Сварка в нижнем положении наиболее удобна и проста. В таком положении могут варить сварщики не высокой квалификации. Поэтому при сборке по возможности детали и конструкции следует располагать так, чтобы сварка выполнялась в нижнем положении  Шов в таком положении хорошо формируется, жидкий металл не вытекает из сварочный ванны, шлак хорошо вплывает защищая металл.

Сварка в вертикальном и горизонтальном положении

Сварка в вертикальном  и горизонтальном положении сложнее и техника ее ведения отличается  от нижнего. Расплавленный метал под действием силы тяжести начинает растекаться и вытекать из сварочной ванны. Для недопущения вытекания металла сварку ведут с поперечными колебаниями электрода, на как можно короткой дуге с уменьшив значение сварочного тока

Важно, удерживать сварочную ванну не большого размера, потому что жидкий металл удерживается только за счет сил поверхностного натяжения и при слишком большой сварочной ванне вытечет. Для этого сварку ведут как правило ниточными валиками, ширина валиков не должна превышать 2 — 3 диаметра электрода

Сварка вертикальных швов возможно производить на подъем и сварку вниз.  Сварка снизу вверх предпочтительней так обеспечивает более глубокое проплавление и удобней формировать шов наплавляя металл на ранее застывший. При сварке сверху вниз швы получатся визуально более красивыми но возникает большая вероятность несплавлений и наплывов. На спуск применяют сварку только для деталей небольшой толщины.

Сварка в потолочном положении

Сварка в потолочном положении наиболее неудобная ее доверяют только сварщикам высокой квалификации.  Сварка ведут как можно короткой дугой для обеспечения мелкокапельного переноса металла, электродами диаметром три миллиметра. Кроме того при сварке в потолочном положении нужно следить, чтобы шлак выходил из расплавленного металла. Также как и при сварке горизонтальных и вертикальных швов, нельзя допускать слишком большой сварочной ванны иначе удержать ее не удастся .

Технология и режимы ручной дуговой сварки, подробней раскрыты в статье Ручная дуговая сварка покрытыми электродами

Достоинства и недостатки ручной дуговой сварки

Технология сваривания металла ММА имеет ряд преимуществ и недостатков, которые следует учитывать при выборе метода под конкретные задачи.

+ Плюсы ручной дуговой сварки

  1. Сравнительно невысокая стоимость оборудования для РДС
  2. Возможность сваривания металлов в любом пространственном положении
  3. Сваривает обычную и высокоуглеродистую сталь, нержавеющие металлы
  4. Можно осуществлять резку на повышенном токе
  5. Можно работать практически в любых температурных условиях
  6. Коротким электродом удобно подлезть в неудобном месте

– Минусы ручной дуговой сварки

  1. РДС значительно проигрывает по скорости сваривания полуавтоматической сварке
  2. Вдыхание дыма опасно для здоровья
  3. Начинающему сварщику трудно отличить металл от шлака в сварочной ванне
  4. Качество шва зависит от мастерства пользователя
  5. Трудно распаливать электрод на ржавом металле
  6. Постоянно изменяется зазор между торцом электрода и изделием (по мере сгорания стержня)

Вид свариваемых деталей

При сварке различают следующие виды свариваемых деталей лист — Л (Р),  труба — Т (Т),  стрежень — (С) и их сочетания между собой лист с трубой (Л + Т), трубы с отводом (Т + О), трубы с трубой через муфту (Т + М + Т),  лист со стержнем (Л+С).

Под понятием «труба» подразумеваются также детали замкнутого полого профиля, таких как: штуцер, патрубок, обечайка, корпус коллектора и пр. Под понятием «стержень » подразумеваются детали круглого и многогранного сплошного сечения, гладкие и с периодическим профилем.

Виды свариваемых деталей Л -лист, Т — Труба, Л+Т Лист +Труба, С — Стержень

Виды соединений

Стыковое соединение — сварное соединение двух элементов, примыкающих друг к другу торцовыми поверхностями и расположенных в одной плоскости или на одной поверхности (рис. 2). Поверхности элементов могут быть несколько смещены при соединении листов разной толщины (см. рис.2, б).

Рис. 2. Стыковые соединения

Угловое соединение — сварное соединение двух элементов, расположенных под углом и сваренных в месте примыкания их краев (рис. 3).

Рис. 3. Угловые соединения

Тавровое соединение — сварное соединение, в котором торец одного элемента примыкает под углом и приварен к боковой поверхности другого элемента (рис. 4).

Рис. 4. Тавровое соединение

Нахлесточное соединение — сварное соединение, в котором сваренные элементы расположены параллельно и частично перекрывают друг друга (рис. 5, а, б). Отсутствие опасности прожогов при сварке облегчает применение высокопроизводительных режимов сварки. Применение нахлесточных соединений облегчает сборку и сварку швов, выполняемых при монтаже конструкций (монтажных швов).

Торцовое соединение — сварное соединение, в котором боковые поверхности сваренных элементов примыкают друг к другу (рис. 5, е).

Рис. 5. Нахлесточные (а, б) и торцовое соединения (в)

Сварные швы подразделяют по разным признакам: по типу шва, по протяженности, по способу выполнения, по пространственному положению и по форме разделки кромок.

Классификация электродов для ручной дуговой сварки

Рассматривая различные виды электродов для ручной дуговой сварки, следует уделить внимание тому, что различные обмазки могут стабилизировать образующуюся дугу во время горения. Все виды покрытия стержня имеют свои особенности, которые следует учитывать, рассматривая типы электродов для ручной дуговой сварки

Одни и те же марки могут изготавливаться различными производителями. Стоит учитывать, что качество расходного материала может существенно отличаться.

Предназначение электродов может быть самым различным. По этому критерию проводится следующая классификация электродов ручной дуговой сварки:

  1. Довольно большое распространение получили легированные металлы, так как за счет добавления различных химических веществ существенно улучшаются эксплуатационные характеристики. Некоторые химические вещества могут существенно повысить теплоустойчивость металла. Для подобных сплавов применяются электроды, которые в маркировке имеют букву «Т».
  2. Для сваривания сталей, которые имеют низкую концентрацию примесей, применяют варианты исполнения, при маркировке которого применяется буква «У». Кроме этого, подобные электроды для ручной дуговой сварки подходят соединения металлов со средней концентрацией углерода. Достигаемое значение сопротивления на разрыв составляет 600 МПа.
  3. Конструкционные стали также получили весьма широкое распространение. В их составе также встречаются легирующие элементы. Сопротивление на разрыв в этом случае составляет 600 МПа.
  4. В некоторых случаях может проводиться напайка металла на поверхность. Металл может обладать исключительными эксплуатационными качествами. Для этого случая подходит вариант исполнения, при обозначении которого применяется буква «Н».
  5. В продаже встречаются электроды, предназначенные для сталей с высокой концентрацией легирующих элементов.
  6. В отдельную группу отводят стали, которые обладают высокими пластичными свойствами. Работать с подобным материалом достаточно сложно, поэтому стали выпускать электроды по алюминию или другим подобным сплавам. В маркировке указывается буква «А».

Виды электродов для сварки

Диаметры электродов для ручной дуговой сварки могут существенно отличаться, что связано с особенностями проводимой работы. Классификация проводится также по толщине создаваемого покрытия. Выделяют следующие виды электродов:

  1. С тонким покрытием. При обозначении применяется буква «М». Как правило, в этом случае поверхностный слой около 20% (показатель берут от общего значения диаметра).
  2. Со средней толщиной покрытия. При обозначении указывается буква «С». В этом случае наносится слой, толщина которого составляет 45% от диаметра применяемого стержня при изготовлении.
  3. Толстое покрытие составляет 80% от диаметра, в маркировке указывается буква «Д».
  4. Есть и особо толстые варианты исполнения, при обозначении которых указывается буква «Г». В этом случае толщина более 80%.

Не стоит забывать о том, что электроды могут иметь ограничения по применению и относительно положения во время проведения работ. Примером можно назвать то, что некоторые вещества обладают повышенной текучестью, и проводить работы у потолочной поверхности будет сложно. Для того чтобы можно было быстро определить предназначение электродов для ручной дуговой сварки применяется определенная схема маркировки:

  • 1 – варианты исполнения, которые можно использовать практически в любом положении. Это связано с тем, что применяемая обмазка сохраняет свою форму и не слишком текучая.
  • 2 – можно использовать практически во всех положениях, за исключением работы при вертикальном расположении применяемого инструмента.
  • 3 – эти электроды предназначены для горизонтального и вертикального применения, исключается потолочное положение
  • 4 – электроды для ручной дуговой сварки, которые могут применяться только в горизонтальном положении.

Разные марки электродов для сварки

Стоит учитывать, что в разных странах применяются различные стандарты маркировки. В продаже встречаются электроды для ручной дуговой сварки отечественных и зарубежных производителей, классификация которых может существенно отличаться.

Техника, основные приемы ручной дуговой сварки

При создании шва в нижнем положении применяются стандартные приёмы. Чаще всего применяют три:

  1. Ведение электрода вдоль кромок с минимальными колебаниями – используют при сварке угловых соединений, стыковых и нахлёсточных, при монтаже труб (формирование коренного шва). При этом нужно захватывать кончиком обе кромки и не задерживать электрод в середине стыка.
  2. Перемещение «ёлочкой» – применяется при сварке последующих швов (после корня) и облицовочных (наружных).
  3. Способ «восьмёркой» – при таком способе происходит максимальное проплавление кромок, поскольку электрод задерживается на них. Годится для сварки толстых заготовок.

Если применяется сварка «ёлочкой» вертикальных швов, то возможны 2 варианта – полуокружности направлены либо вверх, либо вниз. В первом случае удобно поддерживать стекающий металл, но сложнее удержать дугу. Оптимальный способ выбирается исходя из предпочтений сварщика.

Действие режима сварки на шов

Что касается размеров получаемого сварочного шва, то они не зависят от таких особенностей, как тип:

  1. угловой.
  2. стыковой.
  3. прочий.

Главная характеристика самого шва — коэффициент его формы при проваре. Речь идёт об отношении ширины шва к глубине. В моделях ручного типа присутствует возможность изменения данного показателя в широком диапазоне. Если уменьшить ширину сварного шва, этот коэффициент существенно поменяется. В свою очередь, рост глубины проплава уменьшает ширину, или наоборот.

Важным параметром сварки является сила тока, т. к. её увеличение повышает глубину проплава, а уменьшение — понижает. Вы должны понимать, что плотные металлические заготовки дают большие показатели при конкретном уровне тока, но ширина самого сварного шва остаётся прежней. Также особое влияние приписывается роду тока. Использование технологий с постоянным электрическим током сужает шов. Это по-особому заметно при эксплуатации высоких значений напряжения (от 30 В). Упоминается, что ручные сварочные аппараты нуждаются в электродах с разным диаметром.

Чем меньше таких элементов используется, тем ниже подвижность горящей дуги, что повышает глубину проплава, но сокращает ширину шва. По этой причине любое уменьшение поперечника электрода приводит к расширению глубины сварочного шва.

Ещё одним важным параметром является напряжение дуги. И хоть оно не влияет на глубину проплава, ширина сварочного шва существенно меняется.

По мере роста напряжения общая ширина сварочного шва растёт. Если показатель снижается, ширина уменьшается. Подобный подход нашёл своё применение в автоматизированных решениях, где необходимо изменять ширину шва в процессе наплавки. Правда, при ручной сварке уровень напряжения меняется не слишком сильно и варьируется в диапазоне 18−22 В. В таком случае ширина сварочного шва практически не меняется. Для изучения базовых тонкостей и принципа технологии необходимо приложить немало усилий.

Оборудование для ручной дуговой сварки

Самый элементарный сварочный баласник состоит из следующих элементов:

      • баласный реостат с возможностью изменять величину тока, это необходимо для того, чтобы выставлять значений в зависимости от свариваемых поверхностей, глубины сварочной ванны или других технологических задач (резка, стягивание, наплавка);
      • “держак”, который состоит из катода и анода, “нулевого” электрода, который соединяется с баласным реостатом с помощью сварочного кабеля в различном исполнении (1-,2-,3 жилы) и различного сечения;
      • кабель для заземления на баласник, иначе при взаимодействии электрода и сварной поверхности не возникнет замкнутый контур, а значит не возникнет и дуги.

Сварка неповоротного горизонтального стыка

Сварка с формированием стабильного проплавления ведется электродом диаметром 3 мм. Сварочный ток выбирают в зависимости от толщины основного металла, зазора между кромками и толщины притупления. Наклон электрода составляет 80-90° к вертикали. При сварке «углом назад» наклон обеспечивает максимальное проплавление, а «углом вперед» – минимальное.

При недостаточном проплавлении длину дуги следует держать короткой, а при нормальном проплавлении – средней.

Корневой шов лучше выполнясь с минимальными размерами сварочной ванны, чтобы не было подрезов и наплывов с обратной стороны шва

Второй валик формируют так, чтобы расплавлять первый корневой шов и обе кромки трубы. Сварочный ток устанавливают в среднем диапазоне. Наклон электрода – такой же, как при сварке первою корневою шва. Сварку ведут «углом назад». Скорость выбирают такой, чтобы внешний вид валика был нормальным (не выпуклым и не вогнутым).

Третий валик лучше выполнять на повышенных режимах. Сварку ведут иод прямым углом или «углом назад». Скорость выбирают такой, чтобы валик был выпуклым, с полочкой для удержания металла ванны последующего валика. Траектория дуги должна совпадать с краем второго валика.

Четвертый валик – горизонтальный. Его выполняют на тех же режимах, что и третий. Электрод наклоняют под углом 80-90° к вертикальной поверхности трубы. Скорость сварки поддерживают такой, чтобы расплавлялись верхняя кромка разделки, поверхность второго валика и вершина третьего валика. Внешний вид четвертого валика должен быть нормальным.

«Замковые» соединения сваривают с плавным увеличением размера шва в начале и уменьшением на конечном участке, «набегающим» на начало шва на 20-30 мм.

Многопроходную сварку труб рекомендуется вести по спирали. Тогда получается меньше «замковых» соединений.

Описание ручной электросварки

Процесс сваривания металлов между собой достаточно сложный и заниматься им могут только обученные специалисты. В основе процесса лежит действие теплоты электрической дуги. Для электросварки необходимо:

  • электрод
  • свариваемое изделие (основной металл)
  • сварочный трансформатор
  • источник электропитания


К свариваемому металлу и электроду подводится электроэнергия от сварочного трансформатора. Под действием температуры электрической дуги основной металл и электрод расплавляются, образую сварочную ванну. Некоторое время она находится в жидком состоянии. Металл электрода смешивается с основным, а образующийся при этом шлак всплывает на поверхность, что создает защитную плёнку. После затвердения металла образуется сварной шов. Для поддержания электрической дуги необходима значительная энергия, которую получают от источников постоянного либо переменного тока. По степени механизации процесса электросварка разделяется на:

  • ручную дуговую
  • полуавтоматическую дуговую
  • автоматическую

Зависит этот параметр от того, как выполнено зажигание и как поддерживается длина дуги, а также каким образом производятся манипуляции электродом для придания шву необходимой формы. В данной статье рассмотрим ручную дуговую электросварку. Все операции при данном методе выполняются специалистом вручную (без применения механизмов).

Поделитесь в социальных сетях:vKontakteFacebookTwitter
Напишите комментарий

Adblock
detector