Техника и технология ручной дуговой сварки: режимы, параметры
Ручная дуговая сварка стала самым распространенным видом соединения металла, который используется на протяжении нескольких последних десятилетий. За последние годы появляются более новые и эффективные, но они не столь просты и доступны как этот. Для дуговой сварки производится огромное количество разнообразных моделей инверторов и трансформаторов, есть широкий выбор электродов для каждого металла и особенностей его применения.
Процесс ручной дуговой сварки
Также стоит упомянуть разнообразие флюсов и прочих материалов, которые призваны сделать сварку более качественной и получить швы повышенной надежности. Это наиболее легкий в освоении метод, что делает его особенно популярным в частном применении. Практически все материалы и инструменты к нему являются доступными и недорогими. Для более сложных процедур, которые выходят за рамки бытового применения, конечно, требуются специальные расходные материалы и особенная методика проведения процесса.
Область применения
Источники питания для ручной дуговой сварки позволяют применять ее практически в любой области. Чаще других она встречается в бытовой сфере, так как может работать от стандартной сети. Качество получаемого шва у нее вполне достаточное для такого типа применения. Помимо этого практически в каждом предприятии, где идет работа с металлом, находится место для использования такой технологии. Лучше всего она подходит для соединения углеродистых сталей.
При создании металлоконструкций, таких как ворота, решетки, заборы и прочее, данный метод является одним из основных. Заводы и предприятия, которые ремонтируют свою технику или создают новую, также имеют в своем арсенале сварочные инверторы и трансформаторы. Совсем не обязательно, что в какой-то сфере они будут единственным способом сварки, так как для простых и менее ответственных соединений данная недорогая технология может оказаться лучше всего.
Зажигание сварочной дуги
Движение электрода при ручной дуговой сварке начинается с розжига электрической дуги. Для этого есть два основных способа. Способ «тычка» основан на том, что нужно создать короткое замыкание при со прикасании торца сварочного электрода с поверхностью основного металла, после чего следует сразу оторвать электрода на такую высоту, чтобы дуга зажглась, но не потухла при этом. Как правило, это расстояние чуть больше диаметра электрода, которым производится сварка, или равное ему. После этого уже проводится непосредственное сваривание. Данный метод достаточно простой, но при этом имеет недостаток. Здесь имеется большая вероятность залипания электрода. Если сила тока меньше положенной, сварщик не успел резко оторвать электрод от поверхности или по другим причинам при розжиге тычком возникает опасность залипания.
Вторым способом розжига является «розжиг чирком», это более сложный, но практически все специалисты без труда его осваивают. Он основан на том, что дуга зажигается во время движения электрода. Конец материала черкается о поверхность основного металла, после чего сразу отрывается. Размер дуги подбирается также как и в первом случае. Основной сложностью здесь является попасть в нужное место начала шва, что очень важно при тонких работах. Для толстых металлов такой точности не требуется.
Схема розжига сварочной дуги
Скорость сварки
Скорость сварки при ручной дуговой сварке подбирается в зависимости от толщины основного металла, а также от размера сварного шва. В основу выбора входит принцип полного заполнения сварочной ванны с заданным углублением расплавленным металлом. Валик должен иметь возвышение над кромками заготовки, что является одним из показателей его правильного формирования. Подрезы и наплывы говорят о том, что параметры режима ручной дуговой сварки были неправильно определены и скорость не соответствует требуемой. Желательно, чтобы скорость продвижения расходного материала позволяла формировать шов, ширина которого до двух раз больше диаметра электрода.
При слишком медленном передвижении электрода образуется масса жидкого металла, которая скапливается перед дугой. Это не дает ей воздействовать на близлежащие кромки, поэтому, нет достаточно уровня приваривания, хотя кажется, что таким образом можно увеличить глубину проварки. Это говорит о то, что следует придерживаться оптимальных режимов.
Быстрое передвижение электрода также может вызвать не проварку, но уже по более явным причинам. Быстрое передвижение создает слишком слабую температуру, которая не позволяет добраться на нужную глубину основного металла, так что шов получается слишком тонкий. После охлаждения, шов может оказаться деформированным, на нем нередко возникают трещины и прочие виды брака.
Если нет четко заданных указаний по конкретному шву, то опытные специалисты могут подбирать все интуитивно. Сварив не один десяток швов, мастер быстро ориентируется и чувствует, как нужно передвигать сварочную ванну, чтобы получилось все максимально качество. Тем не менее, для упрощения определения скорости имеются таблицы с данными, определяющими примерные значения, в зависимости от толщины заготовки.
Толщина металла, мм | Скорость сварки, м/ч |
| 0,5-1 | 25-45 |
1,5-2 | 25-50 |
| 3 | 25-40 |
4 | 25-75 |
| 5-7 | 25-60 |
9-10 | 20-50 |
| 11-20 | 15-30 |
Направление перемещения электрода
Режимы сварки для ручной луговой сварки являются лишь залогом минимизации вероятности появления залипаний и прожигов. Основная работа проводится сварщиком вручную и здесь есть свои особенности технологии, связанные в перемещении сварочной ванны. После розжига дуги, вокруг нее образуется масса расплавленного металла. При передвижении электрода, вместе с ним передвигается и ванна расплавленного металла, оставляя за собой сварочный шов. Электрод перемещается вдоль места соединения деталей. Зачастую это является стык. Только вдоль него и должно перемещаться все.
«Важно!
С учетом того, что большинство людей являются правшами, удобнее всего направление слева направо. Для левшей будет более удобным направление наоборот.»
Схемы направления движения электрода
Техника и технология сварки
Для каждого типа соединения может быть своя техника и технология ручной дуговой сварки, но принцип создания шва практически един для каждой техники. Он основан на перемешивании расплавленного металла из электрода с такой же массой основного металла. Чем более однородной будет масса, тем лучше соединение. Техника перемешивается, заключается в колебательных движениях электрода. Они осуществляются по спирали, понемногу продвигаясь вперед, образуя ряд чешуек. Диаметр круговых колебаний составляет, примерно, два диаметра электрода. Движения должны быть равномерными, чтобы поддерживать общую целостность и одинаковую высоту шва.
Заключение
Технология проведения сварочных работ усложняется с каждым новым способом применения ручной дуговой сварки. Если для углеродистых сталей все выглядит очень просто, то при работе с нержавейкой появляется много нюансов, которые касаются как сопутствующих материалов и аппаратов, так и техники создания шва. Но главный принцип остается тем же, так как на нем и основано расплавление металла.
svarkaipayka.ru
Техника ручной дуговой сварки | Строительный справочник | материалы — конструкции
Траектория движения электрода
Правильное поддержание дуги и ее перемещение является залогом качественной сварки. Слишком длинная дуга способствует окислению и азотированию расплавленного металла, разбрызгивает его капли и создает пористую структуру шва. Красивый, ровный и качественный шов получается при правильном выборе дуги и равномерном ее перемещении, которое может происходить в трех основных направлениях.
Поступательное движение сварочной дуги происходит по оси электрода. При помощи этого движения поддерживается необходимая длина дуги, которая зависит от скорости плавления электрода. По мере плавления электрода, его длина уменьшается, а расстояние между электродом и сварочной ванной — увеличивается. Для того чтобы это не происходило, электрод следует продвинуть вдоль оси, поддерживая постоянную дугу. Очень важно при этом поддерживать синхронность. То есть, электрод продвигается в сторону сварочной ванны синхронно с его укорочением.
Продольное перемещение электрода вдоль оси свариваемого шва формирует так называемый ниточный сварочный валик, толщина которого зависит от толщины электрода и скорости его перемещения. Обычно ширина ниточного сварочного валика бывает на 2 — 3 мм больше диаметра электрода. Собственно говоря, это уже есть сварочный шов, только узкий. Для прочного сварочного соединения этого шва бывает недостаточно. И поэтому по мере перемещения электрода вдоль оси сварочного шва выполняют третье движение, направленное поперек сварочного шва.
Поперечное движение электрода позволяет получить необходимую ширину шва. Его совершают колебательными движениями возвратно-поступательного характера. Ширина поперечных колебаний электрода определяется в каждом случае индивидуально и во многом зависит от свойств свариваемых материалов, размера и положения шва, формы разделки и требований, предъявляемых к сварному соединению. Обычно ширина шва лежит в пределах 1,5 — 5,0 диаметров электрода.
Таким образом все три движения накладываются друг на друга, создавая сложную траекторию перемещения электрода. Практически каждый опытный мастер имеет свои навыки в выборе траектории перемещения электрода, выписывая его концом замысловатые фигуры. Классические траектории движения электрода при ручной дуговой сварке приведены на рис. 1. Но в любом случае траекторию перемещения дуги следует выбирать таким образом, чтобы кромки свариваемых деталей проплавлялись с образованием требуемого количества наплавленного металла и заданной формы шва.
Если шов не будет закончен до того, как длина электрода уменьшится настолько, что требуется его замена, то сварку на время прекращают. После замены электрода следует удалить шлак и возобновить сварку. Для завершения оборванного шва зажигают дугу на расстоянии 12 мм от углубления, образовавшегося на конце шва, называемого кратером. Электрод возвращают к кратеру, чтобы образовать сплав старого и нового электродов, а затем снова начинают перемещать электрод по первоначально выбранной траектории.
Схема дуговой сварки
Порядок заполнения шва по сечению и длине определяет способность сварного соединения воспринимать заданные нагрузки, влияет на величину внутренних напряжений и деформаций в массиве шва.
Швы различают: короткие — длина которых не превышает 300 мм, средние — длиной 300 — 100 мм и длинные — свыше 1000 мм. В зависимости от длины шва его заполнение может выполняться по различным схемам сварочного заполнения, которые представлены на рис. 2.
При этом короткие швы заполняют за один проход — от начала шва до его конца. Швы средней длины могут заполняться обратноступенчатым методом или от середины к концам. Для выполнения обратноступенчатого метода заполнения шов разбивают на участки длина которых равна 100 —300 мм. На каждом из этих участков заполнение шва выполняют в направлении, обратном общему направлению сварки.
Если для нормального заполнения шва одного прохода сварочной дуги мало, накладывают многослойные швы. При этом, если число накладываемых слоев равно числу проходов, шов называют многослойным. Если же некоторые слои выполняют за несколько проходов, такие швы называют многослойно-проходными. Схематически такие швы отражены на рис. 3.
 |  |
| Рис. 2. Схемы дуговой сварки: 1 — сварка напроход; 2 — сварка от середины к краям; 3 — сварка обратноступенчатым способом; 4 — сварка блоками; 5 — сварка каскадом; 6 — сварка горкой | Рис. 3. Виды швов: 1 — однослойный; 2 — многопроходной; 3 — многослойный, многопроходной |
С точки зрения производительности труда наиболее целесообразными являются однопроходные швы, которым отдают предпочтение при сварке металлов небольших (до 8—10 мм) толщин с предварительной разделкой кромок.
Но для ответственных конструкций (сосуды, работающие под давлением, несущие конструкции и т.д.) этого бывает мало. Внутренние напряжения, возникающие в процессе сварки, могут вызвать появление трещин в шве или в околошовной зоне из-за недостаточной пластичности шва и большой жесткости основного металла. При сварке изделий с относительно небольшой жесткостью внутренние напряжения вызывают местное или общее коробление (деформации) свариваемой конструкции. Кроме того, при сварке металлов толщиной более 10 мм. появляются объемные напряжения и возрастает опасность появления трещин. В таких случаях принимают целый ряд мер, позволяющих уменьшить напряжения и деформации: применяют сварные швы минимального сечения, сварку многослойными швами, наложение швов «каскадными методами» или «горкой», принудительное охлаждение или подогрев.
При сварке «горкой» сначала у основания разделанных кромок прокладывают первый слой, длина которого должна быть не более 200 — 300 мм. После этого первый слой перекрывают вторым, длина которого на 200 — 300 мм больше первого. Точно так же накладывают третий слой, перекрывая второй на 200 — 300 мм. Таким образом продолжают заполнение до тех пор, пока количество слоев в зоне первого шва не окажется достаточным для заполнения. Следующий слой накладывают в месте окончания первого слоя, перекрывая последний (если позволяет длина шва) на те же 200 — 300 мм. Если первый шов прокладывался не в начале шва, а в его средней части, то горку формируют последовательно в обоих направлениях (рис.2,е). Так, формируя горку, последовательно заполняют весь шов. Преимущество данного метода состоит в том, что зона сварки все время находится в подогретом состоянии, что способствует улучшению физико-механических качеств шва, так как внутренние напряжения получаются минимальными и предупреждается появление трещин.
«Каскадный метод» заполнения шва по существу является той же «горкой», но выполняют его в несколько другой последовательности. Для этого детали соединяют между собой «на прихватках» или в специальных приспособлениях. Прокладывают первый слой, а затем, отступив от первого слоя на расстояние 200 — 300 мм, прокладывают второй слой, захватывая зону первого (рис.2,д). Продолжая в той же последовательности, заполняют весь шов.
Угловые швы (рис. 4) можно выполнять двумя методами, каждый из которых имеет свои преимущества и свои недостатки. При сварке «в угол» допускается больший зазор между деталями (до 3 мм), проще сборка, но техника сварки сложнее. Кроме того, возможны подрезы и наплывы, снижается производительность из-за необходимости за один проход сваривать швы небольшого сечения, катет которых меньше 8 мм. Сварка «в лодочку» допускает большие катеты шва за один проход и поэтому более производительна. Однако такая сварка требует тщательной сборки.
Указанные приемы дуговой сварки рассматривались на нижних положениях шва, выполнение которых наименее трудоемко. На практике часто приходится выполнять горизонтальные швы на вертикальной плоскости, вертикальную и потолочную сварку. Для выполнения этих работ используются те же приемы, что и для швов с нижним положением, но трудоемкость работ и некоторые технологические особенности требуют более детального подхода и изменения некоторых методов.
При сварке таких швов появляется вероятность вытекания расплавленного металла, что приводит к падению капель к незаполненным сваркой местам, потекам расплавленного металла по горизонтальным плоскостям и т.д
 |  |
| Рис. 4. Положение электрода и изделия при выполнении угловых швов: А — сварка в симметричную «лодочку»; Б — в несимметричную «лодочку»; В — «в угол» наклонным электродом; Г — с оплавлением кромок | Рис. 5. Влияние скорости сварки на форму сварного шва |
Рассматривая суть процессов, происходящих в подобных швах, мы говорили, что удерживать металл в расплавленной ванне могут силы поверхностного натяжения. Для того чтобы эти силы были достаточными, сварщик должен владеть приемами сварки виртуозно. Здесь приходится понижать сварочный ток и применять электроды пониженного сечения. Это в конечном итоге сказывается на производительности, так как приходится увеличивать количество сварочных проходов. Поэтому на практике стараются в дополнение к силам поверхностного натяжения добавить «пленку поверхностного натяжения». Суть данного метода заключается в том, что дугу держат не постоянно, а с определенными промежутками, то есть импульсами.
Для этого дугу постоянно прерывают, зажигая ее с определенными промежутками времени, давая возможность расплавленному металлу частично закристаллизоваться. Именно здесь и проявляется умение сварщика выбрать такие интервалы, когда не успевает образоваться сварочный катет и одновременно металл потерял бы часть своей текучести.
Потолочный шов является самым сложным. Поэтому проводить его непрерывным горением дуги — дело бесперспективное. Сварку выполняют короткими во времени замыканиями дуги на сварочную ванну так, чтобы она не успела остыть, пополняя ее новыми порциями расплавленного металла.
При сварке данным методом следует следить за размером дуги, так как ее удлинение может вызвать нежелательные подрезы. Кроме того, при сварке таких швов создаются неблагоприятные условия для выделения шлаков из расплавленного металла, что может привести к пористости сварного шва.
Вертикальные швы можно варить в двух направлениях — снизу вверх и сверху вниз. И тот и другой метод имеет право на существование, но всегда предпочтительнее сварка на подъем. В этом случае расположенный снизу металл удерживает сварочную ванну, не давая ей растекаться.
При сварке на спуск труднее удерживать сварочную ванну, и поэтому добиться качественного шва гораздо сложнее. Суть такого метода практически не отличается от потолочной сварки, и применяют его тогда, когда сварка на подъем технологически невозможна.
Горизонтальные швы на вертикальной плоскости тоже имеют свои особенности. В данных швах особую сложность представляет удержание сварочной ванны у обеих кромок свариваемых деталей. Для того чтобы облегчить этот процесс, скос нижней кромки не выполняют. В таком случае получается полочка, которая способствует удержанию на месте расплавленной сварочной ванны. Уместен здесь и прием импульсной сварки с кратковременным зажиганием дуги, как и для потолочных швов.
Удаление сварочных шлаков выполняют обрубочным молотком. Для этого, подождав, пока заготовка остынет настолько, что ее можно брать рукой, прижимают крепко к столу и ударами молотка, направленными вдоль шва, удаляют шлак, покрывающий сварочный шов. После этого шов проковывают для снятия внутренних напряжений. Для этого боек молотка разворачивают вдоль шва и выполняют проковку по всей его длине.Завершают очистку жесткой проволочной щеткой, перемещая ее резкими движениями сначала вдоль шва, а потом — поперек, чтобы удалить последние остатки шлака.
Использованы репродукции http://welding.su/gallery/
build.novosibdom.ru
Ручная дуговая сварка покрытыми электродами
Существуют различные методики получения неразъемных соединений. Сварка ручная дуговая считается наиболее рациональной и универсальной. Соответствует ли это действительности, как она ведется покрытыми электродами, особенности технологии, способы повышения ее эффективности – все это станет предметом разговора.
Когда лучше использовать
- При частой смене положения электрода. С помощью дуговой сварки можно получить качественный шов в различных направлениях – горизонтальном, вертикальном, под любым углом.
- Когда работы ведутся в сложных условиях, в том числе, труднодоступных местах.
- Если необходимо создать неразъемное соединение между разнородными металлами (сплавами), или быстро переориентироваться с одного на другой, что часто и бывает в процессе монтажа.
- Для получения швов небольшой протяженности.
Технология дуговой сварки
Любой покрытый электрод – металлический стержень, внешний слой которого (обсыпка силикатная, флюсовая, стеклянная) при сгорании образует или газовой облако, или шлак. Именно они и являются защитной средой, препятствующей проникновению в рабочую зону воздуха.
Классификация компонентов покрытия
По типу образующихся газов
- Ионизирующие.
- Защитные.
По виду шлаков
- Легирующие.
- Рафинирующие.
- Раскислители.
- Защитные, создающие «корку».
В зависимости от типа электродов шлаки также могут быть пластифицирующими и связывающими.
Существует несколько видов сварки – током постоянным, импульсным (в/ч), переменным. При подаче напряжения он идет по цепи «электрод – обрабатываемая заготовка», но только в момент касания детали. Это приводит к образованию дуги. В зоне высокой температуры (до 6 800 – 7 000 ºС) плавятся и кромки образца, и стержень. В результате дальнейшей кристаллизации металлов, которая происходит при ее снижении (так как электрод перемещается вдоль намеченной линии), получается шов.
В ручном режиме сварка ведется током переменным или постоянным. Профессионалы предпочитают последний вариант, причем с прямой полярностью. В результате электрод остается холодным, а нагревается металл в рабочей зоне.
Что учесть? Для разных видов сварки применяются свои электроды, для «=» или «~» тока.
Условия качественного ведения дуговой сварки
- Сухие срезы образцов и электрод.
- Бесперебойная подача тока.
- Целостность изоляции заземлителя. Ее дефекты нередко вызывают порчу шва, «залипание» электрода в рабочей зоне из-за «утечки» тока.
Необходимое оборудование
- Балансный реостат. С его помощью, меняя силу тока, можно выполнять не только сварочные работы, но и ряд других – резку, наплавку, стягивание.
- Кабель-заземлитель. Он является элементом эл/цепи и образует замкнутый контур, по которому протекает ток.
- «Держак».
Техника выполнения дуговой сварки
Зажигание дуги
Сила тока устанавливается, исходя из типа шва, его пространственной ориентации, марки покрытого электрода, вида металла и ряда других особенностей работы. В таблице указаны наиболее применяемые значения.
Способы «розжига»
№1 – легкое касание металла с последующим подъемом электрода на 20 – 25 мм.
№2 – применяется при обрыве дуги. Касание впереди кратера, с отведением в обратном направлении, до зоны наплава. Одновременно происходит удаление из него шлаков.
Рекомендация
Оптимальным считается диаметр дуги, лежащий в пределах 0,7 – 1,0 от сечения металлического стержня электрода. В процессе сварочных работ желательно выдерживать этот параметр в указанных рамках. Тогда шов получится качественный и ровный.
Положение покрытого электрода
Зависит от пространственной ориентации шва: потолочное, вертикальное или горизонтальное, нижнее. При накладке вертикальных швов электрод может перемещаться в обоих направлениях, как удобнее сварщику. При нижнем положении – наклон в направлении сварки. Движение – или «от себя», «или на себя».
Характеристики швов
Ширина валика зависит от специфики выполняемой операции и соотносится с диаметром покрытого электрода.
- От 0,8 до 1,5 d – «ниточный» (узкий) шов накладывается, если он первичный в многослойном. Также применяется, если толщина свариваемых образцов сравнительно небольшая (тонкий прокат).
- 2,2 – 4,0 d – самый распространенный (средний) шов. Наиболее практикуемые (но не единственно возможные) движения электрода показаны на рисунке.
Длина – зависит от специфики ведения сварки. Швы: короткие – до 30 см, средние – от 0,35 до 1 м и длинные – более 100 см.
Толщина – зависит от глубины «разделки». Исходя из этого, швы делаются одно- или многопроходными, в несколько слоев или в один.
Что лучше?
На получение шва, сделанного за 1 проходку, времени тратится меньше. Следовательно, повышается производительность. Существенный минус – недостаточная эластичность соединения, возможный перегрев металла на отдельных участках.
Многослойный шов получается более прочным, так как при повторной проходке нижележащий уровень подвергается дополнительному термическому воздействию. Структура соединения становится однородной, что напрямую сказывается на его надежности. При такой технологии сварки швы делаются разными способами: «горкой», «каскадами», последовательным наложением каждого очередного слоя по всей протяженности линии стыка. Последний вариант наиболее распространен, а два первых применяются в основном при сварке образцов большой толщины (или при глубоких разделах).
Качество нижнего слоя – гарантия прочности всего соединения. Именно первой проходке должно быть уделено повышенное внимание.
Полезные советы
- Овладевать технологией дуговой сварки желательно на том же типе аппарата, с которым предполагается работать в дальнейшем.
- Защитные фильтры имеют разные номера. Для конкретного сварщика он подбирается индивидуально, с учетом особенностей его зрения (диоптрии, чувствительность). Критерий один – сварочную ванну работник должен видеть четко.
- От правильно выбранного зазора деталь – электрод зависит качество соединения. Если он слишком мал, то получится выпуклый шов, так как прогрев металла будет недостаточным. При его величине, большей рекомендуемой, укладка расплава будет неравномерной из-за того, что дуга станет «прыгать» (отклоняться от линии сварки).
Основные правила ТБ
- При дуговой ручной сварке запрещается прокладка заземлителя по сырой основе, тем более лужам, подтаявшему снегу и тому подобное.
- Все операции проводятся только в резиновых перчатках. Перед началом работы в обязательном порядке проверяется их целостность.
- Лицо мастера должно быть защищено от раскаленных брызг металла, а глаза – еще и от яркого света.
Если перчатки всего лишь прорезиненные, то они должны быть абсолютно сухими. В противном случае в момент смены электрода есть риск поражения током по цепи: реостат – «держак» – работник – земля.
Остается добавить, что в статье даны лишь «азы» технологии и способов дуговой ручной сварки. Все ее преимущества могут быть реализованы лишь при условии, если работник обладает необходимыми знаниями и практическими навыками. Только в этом случае будет обеспечено высокое качество шовного соединения.
Успехов вам в овладении навыками сварщика!
ismith.ru
Техника ручной дуговой сварки
Техника ручной дуговой сварки в значительной мере определяет форму, размеры и качество сварного шва. В свою очередь форма и размеры сварного шва существенно влияют на качество сварного соединения. Овладение техникой ручной сварки и профессиональными трудовыми навыками электросварщика ручной сварки является сложным и трудоемким процессом. Оно требует от начинающего электросварщика упорства и настойчивости в достижении цели, длительных тренировок. Высокое качество сварки и надежность сварных конструкций гарантируются только при постоянной работе высококвалифицированных электросварщиков.
При длительном перерыве в работе (болезнь, отпуск и т. д.) даже высококвалифицированному электросварщику требуется определенное время для восстановления навыков.
Зажигание дуги
Сварочная дуга зажигается после короткого замыкания сварочной цепи, в момент отрыва электрода от изделия. Возбуждение дуги можно производить двумя способами: впритык и чирканьем.
При первом способе сварщик концом электрода прикасается к изделию (основному металлу), а затем отводит его на небольшое расстояние (2 – 4 мм). При втором способе, его еще называют «спичкой», сварщик проводит (чиркает) по поверхности основного металла концом электрода и отводит его на небольшое расстояние (2 – 4 мм). В том и другом случае приближение электрода к изделию производится быстро, а отвод электрода – замедленно. До момента образования дуги электросварщик должен закрыть лицо щитком или маской.
Если дуга с первого раза не возбуждается, необходимо повторить приемы ее зажигания, Длительное прикосновение электрода к изделию вызывает его прилипание (приваривание). В этом случае отделить электрод необходимо быстрым отламывающим движением.
Манипулирование электродом
В процессе сварки электросварщик сообщает концу электрода движение одновременно в трех направлениях.
1 Поступательное движение вниз по оси электрода для поддержания необходимой длины дуги. Чтобы дуга горела устойчиво (стабильно), необходимо поддерживать постоянство ее длины. Длина дуги оказывает большое влияние на качество и формирование сварного шва. Сварку рекомендуется вести короткой дугой. При короткой дуге. обеспечивается большая глубина проплавления и лучшая защита расплавленного металла от окружающей атмосферы, т. е. гарантируется высокое качество металла шва. При сварке длинной дугой повышается разбрызгивание металла, сварной шов оказывается насыщенным газами, повышается его пористость.
Ориентировочно длина дуги должна быть в пределах 0,5 – 1,0 диаметра электрода. Дуга, превышающая диаметр электрода, считается длинной. Длинная дуга горит неустойчиво и может самопроизвольно обрываться.
Для обеспечения высокого качества шва сварщик должен непрерывно поддерживать короткую дугу постоянной длины. Техника сварки на короткой дуге сложнее, требует высокой квалификации сварщика и специальных навыков.
2 Второе движение – в направлении сварки вдоль оси шва. Скорость движения электрода вдоль шва определяется режимом сварки (диаметр электрода, величина тока), типом сварного соединения и пространственным положением сварки. Правильно выбранная скорость перемещения электрода обеспечивает правильное формирование и качество сварного шва. Недостаточная скорость перемещения электрода приводит к перегреву и прожогу (сквозное проплавление) металла. Чрезмерная скорость перемещения электрода уменьшает глубину проплавления и приводит к непровару.
Сварной шов, образованный в результате первого и второго движения электрода, называется «ниточным». При правильно выбранной скорости перемещения электрода вдоль шва ширина «ни-точного» шва (валика) получается не более 1,5 диаметра электрода. Такой шов находит применение при сварке тонкого металла, при проваре корня шва, при сварке в потолочном положении.
3 Третье движение – колебательное, концом электрода поперек шва для получения шва нужной ширины и равномерного расплавления свариваемых кромок. Поперечные колебания концом электрода обеспечивают лучшие прогрев и проплавление кромок основного металла, и замедляют остывание сварочной ванны. В процессе колебательных движений середину пути проходят быстро, замедляя движение в крайних точках. Траектория поперечных колебательных движений концом электрода определяется размерами сварного шва, формой подготовки кромок под сварку, пространственным положением сварки, индивидуальными навыками электросварщика. Ширина шва (валика) не должна превышать трех диаметров электрода, при большей ширине возможно образование дефектов в сварном шве.
Сложность овладения навыком ручной сварки покрытыми электродами состоит в том, что в процессе одновременного движения концом электрода в трех направлениях электросварщик должен поддерживать короткую дугу постоянной длины. Только это условие обеспечит устойчивое горение дуги, глубокий провар, хорошую защиту расплавленного металла от окружающей атмосферы, малое разбрызгивание, хорошее формирование шва и, в конечном итоге, высокое качество сварки.
На процесс формирования сварного шва существенное влияние оказывает угол наклона электрода относительно направления сварки. Сварку можно вести вертикально расположенным электродом или при его наклоне под углом 70 – 800. При таких положениях электрода капли электродного металла, перемещающиеся при плавлении электрода в направлении его оси, полностью попадают в сварочную ванну. Различают сварку с наклоном электрода относительно направления сварки углом вперед и углом назад. Изменяя наклон электрода, сварщик может регулировать глубину провара, ширину шва, способствовать лучшему формированию валика шва. При сварке углом вперед глубина проплавления (провара) уменьшается, а ширина шва увеличивается в сравнении со сваркой вертикальным электродом. Это объясняется снижением давления столба дуги на поверхность расплавленного металла, т. к. расплавленный металл затекает под столб дуги. При сварке углом назад глубина проплавления возрастает, а ширина шва уменьшается в сравнении со сваркой вертикальным электродом. В этом случае происходит более интенсивное вытеснение расплавленного металла из-под столба дуги.
Выполнение швов в нижнем положении
По возможности сварку всегда необходимо вести в нижнем г.сложении. Такая сварка наиболее удобна и производительна. Расплавленный электродный металл под действием силы тяжести переходит в шов, не вытекая из сварочной ванны, шлаки и газы легко всплывают на поверхность, сварщику легче наблюдать за процессом сварки.
Стыковые швы
Особенности сварки стыковых швов и подготовки кромок под сварку определяются толщиной основного металла.
При сварке стыковых швов без разделки кромок кромки соединяемых листов должны быть лишь ровно обрезаны, чтобы обеспечить взаимную параллельность и постоянство зазора между ними (рисунок 8). В процессе сварки нужно обращать особое внимание на равномерность расплавления обеих кромок. Провар металла на всю глубину и качество соединения зависят от правильного выбора режима сварки и, в значительной степени, от квалификации сварщика. При сварке без разделки кромок стыковой шов получается со значительной выпуклостью (усилением).
При односторонней сварке стыковых швов без скоса кромок электросварщик высокой квалификации при правильно выбранном режиме сварки (диаметр электрода, величина тока) может проварить металл толщиной до 6 мм. При стыковой сварке без скоса кромок листов повышенной толщины (до 6 мм) режим сварки рекомендуется окончательно подбирать опытным путем, сваривая пробные пластины.
Основной трудностью сварки стыковых швов является правильное формирование обратной стороны шва. Сварщику не видна обратная сторона шва, поэтому при отступлениях от режима сварки появляются непровар или прожог. Опасаясь прожога, сварщик обычно работает на режиме, вызывающем появление непровара. В таких случаях качество сварки зависит от квалификации сварщика.
При односторонней сварке стыковых швов без разделки кромок желательно принимать меры, гарантирующие отсутствие непровара сечения шва. Непровар может быть устранен подваркой обратной стороны шва или применением подкладок. Подварка состоит в наложении дополнительного валика малого сечения с обратной стороны шва.
Если обратная сторона шва недоступна, применяют подкладки. Это дает возможность проварить все сечение с одной стороны и получить шов высокой прочности за один проход. Сварка с подкладками имеет следующие преимущества: работа производится лишь с одной, удобной и доступной, стороны шва; производительность сварки значительно возрастает, т. к. сварщик работает более уверенно, не опасаясь прожогов, может увеличить сварочный ток на 20 – 25% и вести сварку на повышенной скорости. Подкладки могут быть съемные и остающиеся (глухие). Съемные подкладки обычно изготавливают из меди, т. к. она имеет высокую теплопроводность. Если позволяет конструкция и назначение изделия, применяют остающиеся подкладки; изготовляемые из стали толщиной 2 – 3 мм и шириной 20 – 30 мм.
Сварка стыковых швов без разделки кромок может быть применена и для металла больших толщин – до 10 мм – при условии выполнения сварки с двух сторон. Недостатком такой сварки является вероятность непровара сечения и включений окислов и шлака по оси шва.
В большинстве случаев при толщине металла свыше 3 мм прибегают к предварительной разделке кромок. Форма разделки определяется толщиной металла, назначением конструкции, степенью ее ответственности. Типы стыковых соединений для сварки конструкций и трубопроводов из углеродистых и низколегированных сталей установлены ГОСТ 5264—80 («Ручная дуговая сварка. Соединения сварные») и ГОСТ 16037—80 («Соединения сварные стальных трубопроводов»).
При односторонней сварке стыковые соединения с разделкой кромок сваривают в зависимости от толщины металла однослойными и многослойными швами (рисунок 8б). При выполнении однослойного шва (однопроходного) дугу возбуждают на верхней грани скоса кромки, затем переводят ее вниз, проваривают корень шва, и выводят дугу на вторую кромку. Перемещение дуги по скосам кромок замедленное – для обеспечения лучшего проплавления, в корне шва движение дуги ускоренное – для исключения прожога. При значительной толщине металла сварной шов выполняется в несколько слоев. Первый слой (валик) заваривают электродами диаметром 2 – 3 мм для лучшего провара корня шва. Последующие слои шва выполняют электродами больших диаметров (4 – 6 мм). Перед наложением каждого слоя поверхность предыдущего тщательно очищается от шлака и брызг металла. При многослойной сварке каждый слой отжигается при наложении последующего. Это улучшает структуру и механические свойства металла сварного шва. Чтобы обеспечить достаточный прогрев и отжиг, толщина слоев не должна превышать 5 мм.
При многослойной сварке, в зависимости от толщины металла, химического состава и свойств стали, особенностей конструкции, каждый слой может выполняться за один проход (многослойный шов) или за несколько проходов (многослойный многопроходный шов).
Формирование шва заканчивают наплавлением выпуклости (усиления) сварного шва для придания ему окончательного вида. Величина усиления в зависимости от толщины основного металла составляет 2 – 4 мм. Последний, завершающий слой называют еще декоративным или отжигающим. При его выполнении необходимо обращать особое внимание на плавный переход по границам основного металла и металла шва. С обратной стороны шва рекомендуется накладывать подварочный шов, предварительно очистив корень шва от шлака.
При изготовлении ответственных конструкций корень шва с обратной стороны вырубают, выплавляют или вышлифовывают на глубину 2 – 3, мм, то есть выбирают так называемую контрольную канавку. Полученную канавку заваривают за один проход контрольным подварочным швом. При невозможности выполнить контрольный подварочный шов, применяют подкладки.
При сварке металла повышенной толщины, а также в случае особых требований, предъявляемых к конструкции, применяется двусторонняя разделка кромок. Двустороннюю сварку с такой разделкой кромок выполнять сложнее, т. к. вырубание корня в таких швах – трудоемкая, но обязательная операция для получения качественного провара в центре шва. Такие швы сваривают поочередно с каждой стороны, или одновременно с двух сторон (рисунок 8в).
При сварке поочередно с каждой стороны сначала накладывают слой 1 и удаляют корень шва с обратной стороны. Затем накладывают слой 2, далее 3 и т. д. Если переворачивать изделие нельзя, применяют второй способ – одновременную сварку с двух сторон двумя сварщиками. Изделие располагают вертикально. Первый сварщик начинает сварку раньше второго. Второй сварщик производит сварку по уже проваренному и вырубленному корню шва.
Двусторонняя разделка кромок является трудоемкой и дорогостоящей операцией. Но зато двусторонние швы обеспечивают наименьшие остаточные напряжения и деформации сварной конструкции, меньший расход электродов и электроэнергии. Это обусловлено меньшим объемом наплавленного металла в сравнении с односторонними швами при одинаковой толщине основного металла.
Угловые швы
Сварка угловых швов сопряжена с определенными трудностями. Кромки шва занимают различное положение в пространстве: одна находится в нижнем, другая – в вертикальном положении. Часто кромки углового шва несимметричны в отношении отвода тепла: одна из кромок, где сварной шов расположен далеко от края листа, отводит тепло интенсивнее, чем являющаяся краем листа другая кромка. Условия формирования шва при сварке угловых швов менее благоприятны, чем при сварке стыковых швов, манипуляции электродом сложнее. Вероятность получения дефектов в угловом шве выше, чем в стыковом: возможно образование непровара одной из кромок, непровар угла, наплыв металла на горизонтальной кромке, подрез вертикальной кромки.
Угловые швы тавровых, угловых и нахлесточных соединений с малым катетом можно сваривать ниточным валиком без колебаний электрода. При наложении швов с большим катетом электроду сообщают колебательные движения (рисунок 9). Дуга возбуждается в точке А (положение электрода 1). Затем электрод занимает положение 2, 3. Наибольшую трудность представляет получение полного провара, т. е. расплавление и провар вершины угла. Непровар угла не может быть исправлен подваркой обратной стороны шва и плохо обнаруживается последующим контролем.
Угловые швы выполняют однослойными при катете шва до 8 мм, при катете большем – в два слоя и более. При выполнении многослойных швов сначала накладывают узкий ниточный валик электродом диаметром 2 – 3 мм без поперечных колебаний, чем обеспечивается провар корня шва. Последующие слои выполняют электродами больших диаметров двумя способами: каждый после-дующий слой накладывается за один проход при поперечных колебаниях конца электрода или за несколько проходов отдельными валиками без поперечных колебаний конца электрода.
Угловые швы по форме наружной поверхности могут быть выпуклыми, плоскими и вогнутыми. Выпуклые швы рекомендуются для конструкций, работающих при статических нагрузках. При переменных или ударных нагрузках лучше. работают вогнутые швы. Плоские швы занимают среднее положение и являются, таким образом, наиболее универсальными, поэтому и рекомендуются в практике чаще других.
Для ответственных конструкций угловые швы угловых и тавровых соединений выполняются с предварительной разделкой кромок (ГОСТ 5264—80).
Угловые швы, если позволяют условия, лучше выполнять в нижнем положении «в лодочку». При такой сварке условия формирования шва наиболее благоприятны, манипуляции электродом упрощаются, вероятность получения дефектов практически сводится к минимуму.
studfiles.net
Контакты Поиск по сайту
Адрес: Россия, г. Петропавловск-Камчатский, Северо-Восточное ш, 48
|
Эта статья — небольшой теоретический урок сварки для начинающих. Дуговая сварка металла — наиболее общий и универсальный метод соединения металла. Технология дуговой сварки: электрический ток от сварочного источника образует дугу между основным металлом и расходуемым электродом. На электроде горит обмазка, которая выделяет газ, защищающий область от контакта с кислородом воздуха. Окружающий газ перегрет и плавит металл, при этом металл с электрода переносится в сварочную ванну. Когда вы будете учится сварке или что-то чинить, первым шагом будет научится хорошо вести сварочный шов. Перед тем, как начнем жечь электроды, мы узнаем об применяемом оборудовании. Задача сварочного аппарата , независимо от его размера или формы, проста: обеспечить большой регулируемый ток, идущий к электроду. Сварочный аппарат ручной дает постоянный или переменный ток на электрод. Раньше для сварки использовали трансформаторы, сейчас большим спросом пользуется сварка сварочным инвертором, так как они легки, не габаритны, стойки к просаживанию сети. Сварка прямой и обратной полярности. Если вы используете переменный ток, то и электроды должны использовать для переменки. Профессиональные сварщики используют постоянный ток. Сварка постоянным током дает поток электронов одного направления. На сварочном инверторе есть возможность выбрать полярность. Полярность при сварке определяет направление движения потока электронов. И зависит от того, как подключены провода к положительной и отрицательной клемме. Обратная полярность при сварке: плюс на электроде, минус на клемме «земля». Известно, что ток идет от отрицательного к положительному контакту, поэтому электроны движутся от металла на электрод. Это приводит к сильному нагреву конца электрода. Для обычной сварки используется плюс на электроде, минус на клемме. Прямая полярность при сварке: минус на электроде, плюс на клемме «земля». Ток идет от электрода к металлу, электрод холодный, а металл горячий. Это используется в специальных электродах для скоростной сварки листового металла. Комплектация сварочника. Запомните! Разные аппараты сваривают по-разному! Поэтому при обучении используйте один аппарат, насколько это возможно. Также важны изолированные медные провода. Они бывают разных размеров (сечения). На конце основного провода ставится быстросъемный зажим, к нему присоединяется 3 или 4 метровый провод определенного сечения с электрододержателем, он может быть разным: небольшим на 200А или более крупным на 300 А или даже на 500А (используются для толстых электродов и больших токов). Для обычного (домашнего) применения 200А удобнее. Есть разные виды держателей: один как пасатижи, а есть держатель сварочный, в который вставляют электрод и поворачивают ручку (если нужен электрод под различными углами, вы можете согнуть его у основания). Так же нужна клемма заземления с быстросъемным зажимом. Светофильтры. Яркость дуги очень высокая, поэтому вам нужен защитный светофильтр, для того, чтобы видеть расплавленную ванну и для того, чтобы защитить глаза от ожога. Они бывают разных номеров. Меньше цифра — светлее фильтр маски сварщика. Люди по-разному чувствительны к свету. Светофильтр сварщика должен защищать глаза, но вы должны ясно видеть сварочную ванну. Если вы используете толстые электроды и большие токи, вы должны применять светофильтры с большим номером. Светофильтры для масок достаточно хрупкие. Чтобы защитить их от искр или царапин используйте защитные пластиковые стекла спереди и сзади. При сборке маски используйте уплотнитель и клипсу. После установки фильтра посмотрите на свет, проверьте, что нет зазоров. Когда начнете варить, проверьте снова, и если есть засветка, вы гарантированно получите ожог сетчатки (зайчик). Заменяйте сварочные защитные стекла, когда они грязные или поцарапались. Чистота стекла очень важна для четкого видения сварочной ванны. Начинаем сваривать! Электроды сварочные покрыты флюсом, он делает возможным весь процесс сварки. Сгорая, флюс создает защитный газ и очищает ванну, вытесняя кислород воздуха, удерживая его от соединения с расплавленным металлом, не давая образоваться порам, а так же стабилизирует дугу и поддерживает чистоту расплавленного металла. Когда металл остывает, образуется сварочный шлак, обеспечивая дополнительную защиту металла от воздуха. Сварка — это практика шаг за шагом, это не трудно. Сначала обратите внимание, чтобы все было готово для сварки. В любой момент сварки вам должно быть удобно! Электрод сгорает не сразу, поэтому расслабьтесь, возьмите держак обеими руками и обопритесь о стол настолько устойчиво, как это возможно. Когда все готово, начинайте процесс дуговой сварки, опустите щиток сварщика или настройте зажим маски, чтобы по кивку головы она опускалась. Зажигать дугу надо, как зажигают спичку: чиркайте электродом по металлу и ведите конец на начало шва. При чиркании начнет плавится флюс электрода, который очищает ванну. Чтобы избежать следов, чиркайте в направлении, куда будете варить. После чирканья электродом возник поджиг дуги, конец электрода должен находится в 3-х мм от поверхности, это создает зазор для дуги, оттуда идет яркий свет. Когда свариваете, не надо смотреть на свет, смотрите дальше дымящихся искр, фокусируйтесь на расплавленной ванне за электродом. Удобнее брать держак так, чтобы его рычаг был под большим пальцем. Чтобы извлечь электрод, возьмите его левой рукой, нажмите рычаг и достаньте электрод. Если электрод залипает, то скорее всего флюс на кончике поврежден. Чиркните, чтобы сжечь конец электрода до того, как начнет заполняться сварочная ванна. Когда дуга загорелась, начинайте формировать ванну, здесь нужно некоторое время, чтобы прогреть основной металл. По времени это занимает 2-3 маленьких оборота электродом вокруг сварочной ванны. Далее во время сварки основной металл прогревается и ванна расходится. Сначала ванна маленькая, сделайте так, чтобы ванна была достаточно широкой и не меняла форму. Контроль дугового промежутка. Во время сварки держите электрод над металлом. Это называется дуговой промежуток. Контролировать этот зазор первое и наверное САМОЕ ВАЖНОЕ, чему надо научиться. Во время продвижения по шву электрод расходуется, поэтому его надо опускать. Все время вам надо удерживать постоянный зазор между концом электрода и основным металлом.
Чем лучше вы управляете длиной дуги, тем лучше вы будете варить! Когда дуга проходит через зазор, она плавит основной металл и формирует сварочную ванну. Так же она переносит металл с электрода в ванну. Формирование шва. Дефекты сварных швов. Это шов электродом, который быстро двигали. Линия ванны находится ниже поверхности основного металла. Интенсивная дуга этого электрода проникая глубоко в основной металл, отталкивает ванну назад и формирует шов. Когда свариваете, смотрите по сторонам шва, он должен быть на уровне металла.Формирование шва обычно происходит круговыми или зигзагообразными движениями. При круговых движениях, двигаясь вбок, смотрите справа от сварочной ванны, потом наверх границы ванны и шлака, а потом на другую сторону и просто распределяйте ванну по кругу, такова техника дуговой сварки. Зигзагообразные движения из стороны в сторону делают похожий шов: смотрите с одной стороны, наверх ванны и с другого края. Каждый раз, когда вы меняете направление, нужно понимать, что расплавленная ванна следует за теплом. Когда вы движете ванну поперек, заполняющий металл с электрода движется позади, а если металла вокруг недостаточно, вы оставляете подрезы. Подрез- это пустое место, канавка на краю шва, ниже уровня металла.
Бывают ситуации, когда надо варить плоский шов, а бывает, когда нужно оттолкнуть ванну назад, поэтому используются разные углы наклона электрода электрода. В начале мы начинаем с угла между 45 и 90 градусами. Он удобнее, сварочная ванна хорошо видна, нормально варится. Электроды. Диаметр электрода определяется диаметром стержня. В основных сварочных таблицах приводится диаметр электрода, толщина металла и величина тока для максимальной производительности, часто не учитывая возможности сварщика или специфику ситуации. Можно применять электрод меньшего диаметра для лучшего контроля, но сварка займет больше времени. Точные установки тока могут отличаться и зависят от толщины металла, положения сварщика и его квалификации. Управление процессом сварки. Задача сварочного процесса — прогреть основной металл до расплавления, формируя сварочную ванну. Если ток мал, то основной металл будет не прогрет и сварочная ванна будет «бежать» за электродом. Если тока много, то основной металл будет слишком горячий, дуга будет проникать вглубь и будет отталкивать металл назад. Когда ток нормальный, ванна растекается и внешние края тонкие, мы можем расширять ванну, можем двигать ее движением электрода и контролировать сварочный процесс. В зависимости от сварочной ситуации установки тока могут меняться. Толстый металл рассеивает тепло, поэтому нужен больший ток. Тонкий металл расплавится быстро, поэтому надо меньше тока. Точные установки тока зависят от поведения ванны. Начнем с установок рекомендованных производителем и не бойтесь увеличить или уменьшить ток.Сварка покрытым электродом зависит от температуры основного металла, поэтому мы не можем говорить о токе без учета скорости сварки. Двигаем электрод быстрее, меньше тепла поступает в основной металл, поэтому он холоднее. Если двигаемся медленнее, тепла поступает больше и основной металл будет горячее. Если двигать электрод слишком быстро, металл не будет прогрет, шов будет наверху, без проплавления. Если двигаться медленно, то металл слишком сильно прогревается, ванна расплывается и становится трудноуправляемой, когда скорость перемещения соответствует току, ванна растекается, но остается управляемой. Края тонкие и шов одинаковый толщины.
Траектория движения электрода Правильное поддержание дуги и ее перемещение является залогом качественной сварки. Слишком длинная дуга способствует окислению и азотированию расплавленного металла, разбрызгивает его капли и создает пористую структуру шва. Красивый, ровный и качественный шов получается при правильном выборе дуги и равномерном ее перемещении, которое может происходить в трех основных направлениях. Поступательное движение сварочной дуги происходит по оси электрода. При помощи этого движения поддерживается необходимая длина дуги, которая зависит от скорости плавления электрода. По мере плавления электрода, его длина уменьшается, а расстояние между электродом и сварочной ванной — увеличивается. Для того чтобы это не происходило, электрод следует продвинуть вдоль оси, поддерживая постоянную дугу. Очень важно при этом поддерживать синхронность. То есть, электрод продвигается в сторону сварочной ванны синхронно с его укорочением. Продольное перемещение электрода вдоль оси свариваемого шва формирует так называемый ниточный сварочный валик, толщина которого зависит от толщины электрода и скорости его перемещения. Обычно ширина ниточного сварочного валика бывает на 2 — 3 мм больше диаметра электрода. Собственно говоря, это уже есть сварочный шов, только узкий. Для прочного сварочного соединения этого шва бывает недостаточно. И поэтому по мере перемещения электрода вдоль оси сварочного шва выполняют третье движение, направленное поперек сварочного шва. Поперечное движение электрода позволяет получить необходимую ширину шва. Его совершают колебательными движениями возвратно-поступательного характера. Ширина поперечных колебаний электрода определяется в каждом случае индивидуально и во многом зависит от свойств свариваемых материалов, размера и положения шва, формы разделки и требований, предъявляемых к сварному соединению. Обычно ширина шва лежит в пределах 1,5 — 5,0 диаметров электрода. Таким образом все три движения накладываются друг на друга, создавая сложную траекторию перемещения электрода. Практически каждый опытный мастер имеет свои навыки в выборе траектории перемещения электрода, выписывая его концом замысловатые фигуры. Классические траектории движения электрода при ручной дуговой сварке приведены на рис. 1. Но в любом случае траекторию перемещения дуги следует выбирать таким образом, чтобы кромки свариваемых деталей проплавлялись с образованием требуемого количества наплавленного металла и заданной формы шва. Если шов не будет закончен до того, как длина электрода уменьшится настолько, что требуется его замена, то сварку на время прекращают. После замены электрода следует удалить шлак и возобновить сварку. Для завершения оборванного шва зажигают дугу на расстоянии 12 мм от углубления, образовавшегося на конце шва, называемого кратером. Электрод возвращают к кратеру, чтобы образовать сплав старого и нового электродов, а затем снова начинают перемещать электрод по первоначально выбранной траектории.
Схема дуговой сварки Порядок заполнения шва по сечению и длине определяет способность сварного соединения воспринимать заданные нагрузки, влияет на величину внутренних напряжений и деформаций в массиве шва. Швы различают: короткие — длина которых не превышает 300 мм, средние — длиной 300 — 100 мм и длинные — свыше 1000 мм. В зависимости от длины шва его заполнение может выполняться по различным схемам сварочного заполнения, которые представлены на рис. 2. При этом короткие швы заполняют за один проход — от начала шва до его конца. Швы средней длины могут заполняться обратноступенчатым методом или от середины к концам. Для выполнения обратноступенчатого метода заполнения шов разбивают на участки длина которых равна 100 —300 мм. На каждом из этих участков заполнение шва выполняют в направлении, обратном общему направлению сварки. Если для нормального заполнения шва одного прохода сварочной дуги мало, накладывают многослойные швы. При этом, если число накладываемых слоев равно числу проходов, шов называют многослойным. Если же некоторые слои выполняют за несколько проходов, такие швы называют многослойно-проходными. Схематически такие швы отражены на рис. 3.
С точки зрения производительности труда наиболее целесообразными являются однопроходные швы, которым отдают предпочтение при сварке металлов небольших (до 8—10 мм) толщин с предварительной разделкой кромок. Но для ответственных конструкций (сосуды, работающие под давлением, несущие конструкции и т.д.) этого бывает мало. Внутренние напряжения, возникающие в процессе сварки, могут вызвать появление трещин в шве или в околошовной зоне из-за недостаточной пластичности шва и большой жесткости основного металла. При сварке изделий с относительно небольшой жесткостью внутренние напряжения вызывают местное или общее коробление (деформации) свариваемой конструкции. Кроме того, при сварке металлов толщиной более 10 мм. появляются объемные напряжения и возрастает опасность появления трещин. В таких случаях принимают целый ряд мер, позволяющих уменьшить напряжения и деформации: применяют сварные швы минимального сечения, сварку многослойными швами, наложение швов «каскадными методами» или «горкой», принудительное охлаждение или подогрев. При сварке «горкой» сначала у основания разделанных кромок прокладывают первый слой, длина которого должна быть не более 200 — 300 мм. После этого первый слой перекрывают вторым, длина которого на 200 — 300 мм больше первого. Точно так же накладывают третий слой, перекрывая второй на 200 — 300 мм. Таким образом продолжают заполнение до тех пор, пока количество слоев в зоне первого шва не окажется достаточным для заполнения. Следующий слой накладывают в месте окончания первого слоя, перекрывая последний (если позволяет длина шва) на те же 200 — 300 мм. Если первый шов прокладывался не в начале шва, а в его средней части, то горку формируют последовательно в обоих направлениях (рис.2,е). Так, формируя горку, последовательно заполняют весь шов. Преимущество данного метода состоит в том, что зона сварки все время находится в подогретом состоянии, что способствует улучшению физико-механических качеств шва, так как внутренние напряжения получаются минимальными и предупреждается появление трещин. «Каскадный метод» заполнения шва по существу является той же «горкой», но выполняют его в несколько другой последовательности. Для этого детали соединяют между собой «на прихватках» или в специальных приспособлениях. Прокладывают первый слой, а затем, отступив от первого слоя на расстояние 200 — 300 мм, прокладывают второй слой, захватывая зону первого (рис.2,д). Продолжая в той же последовательности, заполняют весь шов. Угловые швы (рис. 4) можно выполнять двумя методами, каждый из которых имеет свои преимущества и свои недостатки. При сварке «в угол» допускается больший зазор между деталями (до 3 мм), проще сборка, но техника сварки сложнее. Кроме того, возможны подрезы и наплывы, снижается производительность из-за необходимости за один проход сваривать швы небольшого сечения, катет которых меньше 8 мм. Сварка «в лодочку» допускает большие катеты шва за один проход и поэтому более производительна. Однако такая сварка требует тщательной сборки. Указанные приемы дуговой сварки рассматривались на нижних положениях шва, выполнение которых наименее трудоемко. На практике часто приходится выполнять горизонтальные швы на вертикальной плоскости, вертикальную и потолочную сварку. Для выполнения этих работ используются те же приемы, что и для швов с нижним положением, но трудоемкость работ и некоторые технологические особенности требуют более детального подхода и изменения некоторых методов. При сварке таких швов появляется вероятность вытекания расплавленного металла, что приводит к падению капель к незаполненным сваркой местам, потекам расплавленного металла по горизонтальным плоскостям и т.д
Рассматривая суть процессов, происходящих в подобных швах, мы говорили, что удерживать металл в расплавленной ванне могут силы поверхностного натяжения. Для того чтобы эти силы были достаточными, сварщик должен владеть приемами сварки виртуозно. Здесь приходится понижать сварочный ток и применять электроды пониженного сечения. Это в конечном итоге сказывается на производительности, так как приходится увеличивать количество сварочных проходов. Поэтому на практике стараются в дополнение к силам поверхностного натяжения добавить «пленку поверхностного натяжения». Суть данного метода заключается в том, что дугу держат не постоянно, а с определенными промежутками, то есть импульсами. Для этого дугу постоянно прерывают, зажигая ее с определенными промежутками времени, давая возможность расплавленному металлу частично закристаллизоваться. Именно здесь и проявляется умение сварщика выбрать такие интервалы, когда не успевает образоваться сварочный катет и одновременно металл потерял бы часть своей текучести. Потолочный шов является самым сложным. Поэтому проводить его непрерывным горением дуги — дело бесперспективное. Сварку выполняют короткими во времени замыканиями дуги на сварочную ванну так, чтобы она не успела остыть, пополняя ее новыми порциями расплавленного металла. При сварке данным методом следует следить за размером дуги, так как ее удлинение может вызвать нежелательные подрезы. Кроме того, при сварке таких швов создаются неблагоприятные условия для выделения шлаков из расплавленного металла, что может привести к пористости сварного шва. Вертикальные швы можно варить в двух направлениях — снизу вверх и сверху вниз. И тот и другой метод имеет право на существование, но всегда предпочтительнее сварка на подъем. В этом случае расположенный снизу металл удерживает сварочную ванну, не давая ей растекаться. При сварке на спуск труднее удерживать сварочную ванну, и поэтому добиться качественного шва гораздо сложнее. Суть такого метода практически не отличается от потолочной сварки, и применяют его тогда, когда сварка на подъем технологически невозможна. Горизонтальные швы на вертикальной плоскости тоже имеют свои особенности. В данных швах особую сложность представляет удержание сварочной ванны у обеих кромок свариваемых деталей. Для того чтобы облегчить этот процесс, скос нижней кромки не выполняют. В таком случае получается полочка, которая способствует удержанию на месте расплавленной сварочной ванны. Уместен здесь и прием импульсной сварки с кратковременным зажиганием дуги, как и для потолочных швов. Удаление сварочных шлаков выполняют обрубочным молотком. Для этого, подождав, пока заготовка остынет настолько, что ее можно брать рукой, прижимают крепко к столу и ударами молотка, направленными вдоль шва, удаляют шлак, покрывающий сварочный шов. После этого шов проковывают для снятия внутренних напряжений. Для этого боек молотка разворачивают вдоль шва и выполняют проковку по всей его длине.Завершают очистку жесткой проволочной щеткой, перемещая ее резкими движениями сначала вдоль шва, а потом — поперек, чтобы удалить последние остатки шлака.
|
svarka-pk.ru
Техника сварки
Кто не в первый раз сталкивается со сварочным делом, знают, что в каждом отдельном случае может быть своя техника сварки. Это зависит от того, с каким оборудованием предстоит работать, и конечно, от самого рабочего материала. В каждом случае есть свои особенности.
Схема устройства сварочного полуавтомата.
Техника ручной дуговой сварки
Данная сварка получила свое название, так как весь процесс розжига дуги, а также контроль ее длины и направление вдоль шва, контролируется непосредственно самим оператором. Трудность работы заключается в том, что требуется хороший опыт в выполнении таких работ, так как от этого напрямую зависит качество получаемого изделия. Перемещать дугу вдоль шва равномерно, при этом совершать правильные колебательные движения и уметь создавать соединение в разных пространственных положениях, новичку будет очень трудно.
Правила техники безопасности при сварочных работах.
Есть несколько моментов, которые выполняются в обязательном порядке при такой сварке:
- Чтобы разжечь дугу, хватает прикоснуться концом электрода к поверхности, а для того чтоб создать дугу, следует его отстранить на 0,5 см. Если это расстояние увеличить, то дуга разорвется. Чтобы все получилось, следует во время отрыва, резко поднять напряжение до 20-25 В.
- Чтобы создать качественный шов, следует контролировать расстояние между швом и электродом, при этом последний должен четко следовать по своей траектории. Если дуга будет чересчур короткой, то шов попросту не сформируется, а если длинной — то металл теряет свою прочность, при этом может наблюдаться сильное разбрызгивание.
Что касается самих швов, то они также бывают разные, все зависит от толщины рабочего материала и от длины самого стыка:
- короткими швами считаются те, что не превышают 25 см, при этом сварка осуществляется методом «на проход»;
- средними швами называют длину до 100 см — метод сварки используется обратноступенчатый, при этом строчка делится на небольшие отрезки длиной в 10-30 см;
- все длинные швы обрабатываются обратноступенчатым методом, но по направлению от центра к краевым сторонам.
Если используемый металл имеет значительную толщину, то сварка осуществляется в несколько прохождений по стыку, так как это обеспечивает снижение напряжения и позволяет избежать деформации.
Вернуться к оглавлению
Техника сварки полуавтоматом
Схема ручной дуговой сварки.
В отличие от первого вида сварки, работа с полуавтоматом под силу даже новичку, так как контроль обеспечивается применением аппаратуры. Тут главное — помнить о мерах предосторожности при использовании такого инструмента.
В данном случае рабочим элементом является проволока. Сама схема работы во всех аппаратах одна и та же: идет подача тока на проволоку, которая разогревается, после чего идет регуляция потока газа. При помощи полуавтомата можно работать со сталью, медью и алюминием.
Данная аппаратура может иметь механизм подачи проволоки тянущий или толкающий. Отдельные модели могут объединять две эти функции.
При использовании полуавтомата сварка происходит оттого, что проволока, расположенная внутри сопла горелки, начинает расплавляться, так как на нее подается высокая температура дуги. Благодаря беспрерывности процесса, качество получаемого шва очень высоко, главное, работа требует минимум затрат по усилиям и времени. Но контроль за направлением и скоростью необходимо осуществлять самостоятельно. Такая аппаратура использует инертный или активный газ, причем последний применяют тогда, когда особенности рабочего материала не требуют создавать какой-то особенный шов.
Если происходит процесс сварки алюминия, то необходимо использовать специальную сварочную проволоку, которая может проникнуть сквозь амальгаму, покрывающую данный вид металла. В данном случае создается дуга повышенной мощности. Но тут важно знать, что алюминий сваривается только с использованием инертного газа, так как вышеуказанное покрытие при контакте с кислородом начинает восстанавливать свою структуру.
Схема полуавтоматической сварки.
Есть несколько нюансов при работе с полуавтоматом:
- В случае, когда предстоит работа с тонкими металлами, то шов создается по направлению от верха к низу. Если сделать широкий стык, то металл попросту прожжется. Для сохранения рабочего материала лучше всего сварку вести на повышенной скорости, при этом параллельно уменьшать напряжение электротока.
- Когда используется подкладочное основание, важно, чтобы поверхности плотно прилегали друг к другу. От воздействия высоких температур любой материал начинает менять свою форму, в том числе и металл. Поэтому, чтобы стыки были ровными, важно их хорошо прижимать к подкладке.
- При толщине металла более чем в 1,5 мм рекомендуется работы проводить на весу, при этом проволока должна сохранять вертикальное положение, без уклонов.
Перед тем как браться за работу, не лишним будет сначала разложить все перед собой и «на сухую» подогнать детали друг к другу. Если сварка производиться впервые, то лучше потренироваться на ненужном металле, таким образом, когда дело дойдет до самого процесса, шов получится более аккуратным и качественным, так как рука уже будет набита.
Вернуться к оглавлению
Газовая сварка: особенности
Как понятно из названия, в данном случае в процессе сварки принимает участие газовое пламя. Техника подразумевает под собой плавление, которое происходит из-за образования высоких температур в рабочей зоне.
Схема газовой сварки алюминия.
Данный способ позволяет расплавлять края деталей и соединять их в последующем, причем в некоторых случаях дополнительно используется присадочный металл. Как только участок остывает, получается прочный шов. Способ достаточно прост, а само оборудование не требует особых навыков в своем использовании. К тому же вся работа проводится без применения тока. Но сразу стоит отметить, что во время работы стоит быть очень аккуратным, так как из-за пламени происходит нагрев большого участка, а не только там, где делается шов.
Данный вид сварки применим для металлов толщиной в 0,1-03 см, например, таких как чугун, медь, латунь и т.д.
Техника газовой сварки имеет правый и левый способ:
- В первом случае сварка имеет правостороннее направление, при этом пламя должно быть направлено на рабочую зону, а сама присадочная проволока идет следом за горелкой. В данном варианте сварочная ванна намного лучше защищена от азота и кислорода из-за того, что пламя постоянно направлено на стык. Также отмечается и то, что при этом методе достаточно хорошая глубина плавления, поэтому его рационально использовать в тех случаях, когда предстоит работа с материалом толщиной более чем 0,5 см.
- При втором способе направление горелки противоположно, то есть оно идет справа налево. В этом случае пламя обрабатывает «сырые» края, а сама проволока находится перед ним. Это позволяет видеть обрабатываемый материал, что способствует более аккуратному виду.
Левосторонняя сварка более приемлема для работ с тонкими металлами.
В каждом отдельном случае в первую очередь необходимо ориентироваться на личный опыт и возможность использовать ту или иную аппаратуру. К тому же не последнюю роль играет и тот момент, насколько важен внешний вид свариваемой детали. Это должно быть определяющим в выборе вида сварки и сопутствующих ей материалов.
expertsvarki.ru
зажигание дуги и траектория электрода
Ручная дуговая сварка — это универсальная технология, которая применяется уже очень давно. Осуществляется ручная дуговая сварка покрытым специальным составом металлическим электродом. Для сварки труб и других деталей методом дуговой сварки используется различное оборудование:
- трансформаторы;
- генераторы;
- выпрямители.
Схема ручной дуговой сварки металлическим электродом.
Основы ручной дуговой сварки
Для осуществления сварки между поверхностью изделия и электродом зажигается сварочная дуга. Она образуется благодаря подаче постоянного или переменного тока.
Схема автоматической сварки под флюсом.
Различают сварку на прямой и обратной полярности. Это определяется тем, какой полюс подается на изделие: положительный или отрицательный. В процессе сварки под действием тока происходит плавление металла свариваемых деталей, металлического стержня электрода и его покрытие из шлака. Расплавленные материалы находятся в сварочной ванне, где приходит их смешивание. При застывании электродный металл, перемешанный с основным, застывает и образует сварочный шов, на поверхность которого выступает шлак.
Техника зажигания дуги
Зажигание дуги происходит после короткого прикосновения кончика электрода к поверхности свариваемого изделия. Происходит короткое замыкание. Под воздействием образованного тока и торцевого сопротивления происходит очень быстрый нагрев металла. Из-за его высокой температуры при отрыве края от свариваемой поверхности газовое пространство между ними ионизируется, результатом чего и становится газовая дуга.
Процесс сварки.
Оптимальное расстояние между электродом и металлом для зажигания дуги — 4-5 мм. Если отвести край электродного на большее расстояние, то зажигания не произойдет. Добиться зажигания можно одним из двух способов:
- прямым отрывом электрода;
- скольжением края электродного стержня.
Дугу нужно вести так, чтобы получился шов с требуемой глубиной проплавления. Для этого требуется соблюдать постоянную длину дуги и правильно перемещать электрод.
Как двигать электрод?
От соблюдения правил перемещения электрода по свариваемой поверхности зависит конечное качество работы.
Перемещать его можно несколькими способами:
- Поступательно. В этом случае направление движения совпадает с осью стержня. Данный метод перемещения способствует сохранению длины дуги. Если ее длина будет слишком малой, то сформировать качественный шов будет практически невозможно. Если же она будет слишком большой, то уменьшится глубина провара, электродный металл начнет разбрызгиваться, а эстетические и механические характеристик шва будут существенно снижены. В шве могут образоваться поры.
- Движение вдоль оси валика. В этом случае оптимальная скорость перемещения определяется силой тока, диаметром и металлом электрода и необходимым видом шва. Этим способом сваривают тонкие изделия, например, трубы, причем без совершения поперечных движений.
- Поперечное. Данная траектория позволяет добиться нужной глубины проплавления и ширины шва. При этом край электрода колеблется в обе стороны от шва.
Ручная дуговая сварка широко применяется в промышленности и быту. Этот метод известен и популярен уже очень давно. Сварить детали этим способом можно на базе разного сварочного оборудования. Метод универсален, так как работать можно практически в любом положении, его очень часто применяют в тех случаях, когда варить нужно в труднодоступном месте. Однако из-за низкой производительности и повышенной вредности условий труда при возможности ручную дуговую сварку заменяют более современными методами.
moyasvarka.ru