Диаметр электрода и сварочный ток

Обновлено: 28.09.2024

Диаметр электрода от толщины металла (листа или детали), сила тока сварки от диаметра электрода. Режимы - выбор режима ручной дуговой сварки. Траектории движения электрода. Схема, скорость сварки, влияние наклона электрода, силы сварочного тока , кромок, положение сварочной ванны.

Режимы дуговой сварки представляют собой совокупность контролируемых параметров, определяющих условия сварочного процесса. Правильно выбранные и поддерживаемые на протяжении всего процесса сварки параметры являются залогом качественного сварного соединения. Условно параметры можно разделить на основные и дополнительные.
Основные параметры режима дуговой сварки: диаметр электрода, величина, род и полярность тока, напряжение на дуге, скорость сварки, число проходов.
Дополнительные параметры: величина вылета электрода, состав и толщина покрытия электрода, положение электрода, положение изделия при сварке, форма подготовленных кромок и качество их зачистки.
Выбор диаметра электрода
Диаметр электрода выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла, положения, в котором выполняется сварка, катета шва, а также вида соединения и формы кромок, подготовленных под сварку. Для того чтобы правильно выбрать диаметр электрода, можно воспользоваться таблицей 1:

Таблица 1. Примерное соотношение диаметра электрода и толщины свариваемых деталей

Однако такое соотношение является примерным, так как на этот фактор накладывает отпечаток размещение шва в пространстве и количество сварочных проходов. К примеру, при потолочном положении шва не рекомендуют применять электроды с диаметром более 4 м. Не пользуются электродами больших диаметров и при многопроходной сварке, так как это может привести к непровару корня шва.
Сила тока выбирается в зависимости от диаметра шва длины его рабочей части, состава покрытия, положения сварки и т.д. Чем больше сила тока, тем интенсивнее расплавляется его рабочая часть и тем выше производительность сварки. Но это правило может приниматься с некоторыми оговорками. При чрезмерном токе для выбранного диаметра электрода происходит перегрев рабочей части, что чревато ухудшением качества шва, разбрызгиванием капель жидкого металла и даже может привести к сквозным прогораниям деталей. При недостаточной силе тока дуга будет неустойчива, часто будет обрываться, что может привести к непроварам, не говоря уже о качестве шва. Чем больше диаметр электрода, тем меньше допустимая плотность тока, так как ухудшаются условия охлаждения сварочного шва.

Опытные сварщики силу тока определяют экспериментальным путем, ориентируясь на устойчивость горения дуги. Для тех, кто еще не имеет достаточного опыта, разработаны следующие расчетные формулы: Для наиболее распространенных диметров электрода (3 -6 мм):

I_св = (20 + 6d_э )d_э
где I_св — сила тока в А, d_э - диаметр электрода в мм

Icв = 30dэ
Для сварки потолочных швов сила тока должна быть на 10 - 20% меньше, чем при нижнем положении шва.
Кроме того, на силу тока оказывает влияние полярность и вид тока. К примеру, при сварке постоянным током с обратной полярностью катод и анод меняются местами и глубина провара увеличивается до 40%. Глубина провара при сварке переменным током на 15 - 20% меньше, чем при сварке постоянным током. Эти обстоятельства следует учитывать при выборе режимов сварки.

Выбор режима дуговой сварки

При выборе режимов сварки следует учитывать и наличие скоса свариваемых кромок. Все эти обстоятельства учтены и сведены в таблицах 2 и 3. Особенности горения сварочной дуги на постоянном и переменном токе различны. Дуга, представляющая собой газовый проводник, может отклоняться под воздействием магнитных полей, создаваемых в зоне сварки. Процесс отклонения сварочной дуги под действием магнитных полей называют магнитным дутьем, которое затрудняет сварку и стабилизацию горения дуги.

Таблица 2. Режим сварки стыковых соединений без скоса кромок

Характер шва	Диаметр электрода, мм	Ток, А	Толшина металла, мм	Зазор, мм
Односторонний	3	180	3	1,0
Двухсторонний	4	220	5	1,5
Двухсторонний	5	260	7-8	1,5-2,0
Двухсторонний	б	330	10	2,0

Примечание: максимальное значение тока должно уточняться по паспорту электродов.

Таблица 3. Режимы сварки стыковых соединений со скосом кромок

Диаметр электрода, мм		Ток, А	Толщина металла, мм	Зазор, мм	Число слоев креме подваренного и декоративного
Первого	Последующего	Ток, А	Толщина металла, мм	Зазор, мм	Число слоев креме подваренного и декоративного
4	5	180-260	10 .	1,5	2
4	5	180-260	12	2,0	3
4	5	180-260	14	2,5	4
4	5	180-260	16	3,0	5
5	6	220-320	18	3,5	6

Примечание: значение величины тока уточняется по паспортным данным электрода.

Особенно ярко выражено магнитное дутье при сварке на источнике постоянного тока. Магнитное дутье ухудшает стабилизацию горения дуги и затрудняет процесс сварки. Для уменьшения влияния магнитного дутья применяют меры защиты, к которым относят: сварку на короткой дуге, наклон электрода в сторону действия магнитного дутья, подвод сварочного тока к точке, максимально близкой к дуге и т.д. Если полностью избавиться от действия магнитного дутья не удается, то меняют источник питания на переменный, при котором влияние магнитного дутья заметно снижается. Малоуглеродистые и низколегированные стали обычно варят на переменном токе.

Техника ручной дуговой сварки

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.

Дополнительная информация от Инженерного cправочника DPVA, а именно - другие подразделы данного раздела:

Режимы ручной дуговой сварки

Несмотря на появление нового удобного оборудования, ручная сварка не сдает своих позиций. Привлекает простота использования и отсутствие необходимости больших затрат. Для того, чтобы сварной шов получился наиболее качественным, требуется провести подготовительные работы, в которые входит установление режимов, необходимых для конкретного вида материалов для соответствия требованиям технологического процесса.

Режим ручной дуговой сварки - это установка параметров, максимально гарантирующих образование сварного шва, имеющего требуемые габариты и конфигурацию, а также необходимые для конкретного соединения характеристики. Параметры режима ручной дуговой сварки делятся на основополагающие и дополняющие их. Выбор и установка параметров производится самим сварщиком согласно существующим требованиям. На выбор оказывают влияние вид сварного соединения, артикул металла свариваемых деталей и проводника тока, пространственное расположение.

Основные параметры

Наиболее значительные параметры ручной дуговой сварки:

ток;
напряжение;
полярность;
диаметр электрода;
скорость;
амплитуда колебаний поперек шва.

Вид и размер этих параметров подбираются сварщиком перед началом работы на основе рекомендаций и личного опыта.

Величина тока

Это значение значительно влияет на качество получаемого шва и скорость сварочного процесса. Между параметрами существует прямая зависимость: величину тока при сварке устанавливают согласно диаметру выбранного электрода, а диаметр, в свою очередь, зависит от толщины свариваемых элементов.

Для более точного расчета значения тока используют формулу, в которой оно прямо пропорционально диаметру электрода. При этом применяется поправочный коэффициент. Для разных диаметров он является различным. При каком значении силы тока проводят ручную электродуговую сварку? При слабом токе нарушается стабильность дуги, шов не будет провариваться целиком, что вызывает появление трещин. Повышенное значение тока вызывает быстрый процесс сварки и приводит к усиленному распространению брызг.

Диаметр электрода

Выбор режима сварки при ручной электродуговой сварке включает необходимость грамотного определения необходимых диаметров электродов. Электроды, имеющие диаметр свыше 6 мм, отличаются большим весом, при котором их трудно удерживать в нужном направлении длительное время. Кроме того, при использовании таких электродов плохо проваривается корень шва.

Если используется многопроходной вариант, то первый слой проводится электродом 2-3 мм, а для последующих можно использовать большее значение диаметра. Это имеет большое значение при сварке ответственных конструкций, поскольку меньший диаметр обеспечивает лучшую проварку корня. При одном заходе можно сразу применять электрод большого диаметра.

При решении задачи правильного выбора диаметра электрода рассматривается марка свариваемых поверхностей. Например, для сварки чугунных изделий хорошо себя зарекомендовали электроды небольшого диаметра. Уровень тепла при этом понижается и образуется валик небольшого сечения. Если была осуществлена предварительная разделка кромок, то допускается использование электродов диаметром 3 мм, не слишком ориентируясь на толщину деталей.

Напряжение дуги

Этот параметр зависит от длины дуги, то есть расстояния от конца электрода до металлической поверхности. Дуга имеет разные размеры. Больше дуга - больше напряжение. Для плавления расходуется значительное количество тепла. Сварочный шов становится шире, а глубина провара меньше.

Скорость

Режимы ручной дуговой сварки покрытыми электродами включают установление скорости. Чтобы избежать переполнения ванны и, как следствие, возникновения на металле подтеков, следует выбрать оптимальное значение скорости и поддерживать его постоянным на протяжении всего процесса. Большая скорость приведет к недостаточному провару шва, что вызовет появление трещин.

При слишком медленном перемещении жидкий металл начнет собираться впереди дуги. Шов получится неровным, появятся непровары. Для получения удачного шва скорость должна быть 35-40 м/час. Тогда сварочная ванна будет находиться сверху поверхности кромок, не образуя стекания вниз. Переход ее к соединению будет плавным, наплывы и подрезы не образуются.

Ширина шва уменьшается при увеличении скорости.

Полярность

Как правило, для сварочных работ применяют ток постоянной величины. Прямая полярность при постоянном токе дает возможность сваривать толстые детали. Чтобы избежать появления прожогов при соединении тонких металлов включают обратную полярность. Сварку переменным током практически не применяют, поскольку это снижает производительность.

Выбор режима сварки при ручной дуговой сварке заключается, в частности, в возможности проводить процесс при разных полярностях. При прямом варианте проводник тока подключают к клемме с минусом, а металлическое соединение к плюсу. Интенсивней, чем электрод, начинаются расплавляться элементы сварного соединения. Это дает преимущество при сварке толстых металлических деталей.

Обратная полярность получается при подключении электрода к плюсу, а металлических деталей к минусу. Это обеспечивает интенсивный расплав электрода, превосходящий плавление деталей.

Объяснение является достаточно простым и соответствует физическим законам. Где плюс, там нагревание больше. Соответственно, при прямой полярности выше нагреваются свариваемые детали. Становится возможным соединение крупных изделий. Применение такого вида полярности на тонких деталях вызовет прожоги, и шов будет некачественным. Поэтому для соединения тонких деталей обеспечивают обратную полярность.

Особенности при вертикальном расположении

Сварка в вертикальном положении является более сложной по сравнению с горизонтальным вариантом. Поэтому выбор режимов дуговой сварки в этом случае является особенно важным.

Как корректируют величину сварочного тока в вертикальном положении? Первое требование относится к дуге - она должна быть короткой. Объем сварочной ванны не должен быть большим. Для ее уменьшения следует использовать электроды небольшим диаметром, а величину тока устанавливать на 10-15% меньше, чем, когда сварка проводится в горизонтальном положении внизу.

Дополнительные параметры

Режимы сварки электродуговой включают не только основные, но и дополняющие их параметры. Такие режимы дуговой сварки так же оказывают влияние на конечное получение сварного шва.

Вылет электрода

Вылетом электрода называется расстояние от торца электрода до поверхности металлической детали. Он оказывает влияние на процесс сварки и размеры получаемого шва.

Увеличение этого параметра снижает стабильность горения дуги. Металл начинает сильнее разбрызгиваться. Маленький вылет делает затруднительным наблюдение за сварочным процессом. Набрызгивание происходит на сопло.

Толщина электродного покрытия

Режимы ручной дуговой сварки включают особенности электродов, в частности, его покрытие, а именно его толщина. Этот параметр регламентирует ГОСТ 9466. Оптимальное покрытие предполагает нахождение его торцевого размера в пределах 0,5-2,5 мм. Применение проводников тока с такой толщиной покрытия обеспечивает получение прочного шва, выдерживающего большие нагрузки.

Число проходов

Однопроходной способ сварки предполагает сваривание одним слоем. Колебательные движения при этом не делаются. Он применяется при сварке деталей небольшой толщины, когда ширина шва не превышает 14-15 мм. При этом уменьшается величина остаточных деформаций. Для стыковых соединений, особенно при сварке толстых элементов, используют несколько слоев, и этот способ называется многопроходным.

Шов, осуществленный за один проход, имеет ванну большего размера. Преимуществами являются высокая производительность процесса и экономичность способа. К недостаткам относятся снижение пластичности шва и слишком большая зона нагрева. Все швы при многопроходной сварке выполняют электродами одного размера.

Интересное видео

Сварка электродом

Для образования электрической дуги для сварочного процесса необходимы токопроводящие элементы - две детали, подлежащие сварке, и электрод. Электрическая дуга появляется при их соприкосновении, и сразу начинают одновременно плавиться металл изделия и конец электрода. Удачно выбрать электрод можно согласно рекомендациям и советам продавца, а правильно им пользоваться для получения красивого надежного и прочного шва является искусством.

Умение, как правильно варить сваркой электродами, приходит с опытом. Промышленность выпускает большое разнообразие этого инструмента в зависимости от диаметра, технологии процесса, наличия покрытия. Существенным является и ценовое различие. Для ответственных конструкций выбор более дорогого варианта окупит себя получением надежного соединения и сведением к минимуму возникновение дефектов.

Выбор электрода

Этот инструмент, предназначенный для сварки, представляет собой стержень из металла, имеющий особое покрытие, которое называется обмазкой. При сварке сердечник начинает плавиться. Обмазка, сгорая, выделяет газ, который будет служить защитой для шва от неблагоприятного воздействия кислорода в воздухе, способствующего созданию окислов.

При выборе электрода следует обратить внимание на материал сердечника, который должен быть похожим на составные части свариваемых изделий. Существуют электроды, предназначенные для сваривания следующих материалов:

углеродистая сталь;
легированная сталь;
высоколегированная сталь;
нержавейка;
жаростойкая сталь;
алюминий;
чугун.

Этим не исчерпывается полный список материалов. В быту наиболее частое применение находит не толстая конструкционная сталь.

Существуют следующие типы покрытия электродов:

Основной.
Рутиловый.
Кислый.
Целлюлозный.

Каждый из них решает свою задачу. Основная и целлюлозная обмазки применяются для сварки постоянным током. Могут использоваться при работах на ответственных конструкциях. Достоинствами рутилового покрытия являются легкость поджига и небольшое разбрызгивание раскаленного металла.

При использовании электродов, имеющих кислое покрытие, происходит легкое отделение шлака. Но в замкнутом пространстве такой вид использовать не рекомендуется, поскольку это может нанести вред здоровью сварщика. Наиболее широко применяемыми являются электроды, имеющие основное и рутиловое покрытия. Они подходят для начинающих сварщиков.

При выборе диаметра учитывают толщину свариваемых деталей. Тонкие металлы предпочтительнее сваривать полуавтоматами или инверторами. Также имеются советы по настройке тока. Они соответствуют рекомендациям, как правильно варить электродной сваркой. Существует зависимость его от диаметра выбранного электрода.

Сварочный ток подбирают соответственно расчету: 20-30 А на каждый миллиметр диаметра электрода. В пределах этого разброса учитываются также пространственное положение шва, толщина свариваемых металлов, количество слоев.

Достаточную информацию о различных электродах при выборе среди них подходящих к конкретному виду сварки можно получить на маркировке этих инструментов. Разобраться в ней не составит большого труда.

Подготовка

Перед началом процесса следует подготовить сварочный аппарат и проверить его работоспособность. Убедиться, что имеется достаточное количество электродов, подходящих для конкретных материалов. Для отбивания шлака потребуется молоток или кувалда, а для уборки кусочков - щетка.

Сварка не является безопасным процессом, поэтому потребуется защитный костюм для сварщика, маска со светофильтром, рукавицы, прочная обувь. Около места проведения сварки должна находиться емкость с водой. Рядом не должно быть легковоспламеняющихся предметов. Остатки шлака следует убирать сразу после окончания. Электродуговую сварку для начинающих следует проводить под присмотром опытного специалиста.

Процесс сварки

Технология сварки электродом состоит из нескольких этапов. Электрод подключают к сварочному аппарату для получения переменного тока. Если предполагается использовать постоянный ток, то потребуется выпрямитель. При касании электродом металла или чирканьем по нему появляется электрическая дуга. Ее сверхвысокая температура обеспечивает расплав металла и конца стержня с обмазкой.

Одним из обстоятельств, как правильно делать сварку электродом, является грамотное его подключение. При подсоединении к изделию анода будет происходить ручная сварка с прямой полярностью. Если подсоединить отрицательный полюс, то полярность будет обратная. Подключать электрод прямым или обратным способом зависит от толщины изделия. Для тонких металлов применяют обратное включение, а при толщине более 0,3 см - прямое.

Методика сварки электродом требует выбора правильного тока на сварочном аппарате. Устройство имеет два кабеля - один с зажимом, а второй с держателем для электрода. Зажав надежно электрод в держателе, зажигают дугу касанием или чирканьем.

При методе касанием электрод держат перпендикулярно по отношению к свариваемой поверхности. Коснувшись, его отводят на небольшое расстояние. Чирканье осуществляется плавным движением, а затем электрод так же отводят в сторону. В случае, когда зажигание дуги не произошло, надо попробовать увеличить силу тока.

Перед тем, как варить электродом, следует правильно выбрать его диаметр, что находится в прямой зависимости от толщины металлических деталей. Допустим, что необходимо сварить изделия, поперечный размер которых составляет 3 мм. Из таблицы видно, что для принятия решения, как правильно варить электродом 3 мм, выбирают электроды, имеющие диаметр величиной от 2 до 3 мм.

Методика, как правильно варить электродом, говорит о том, что по мере постепенного сгорания его постоянно приближают к металлической поверхности. Если произойдет залипание, то следует оторвать проводник, покачивая его в разные стороны.

Положение электрода

Наука, как правильно сваривать металл электросваркой, говорит о том, что важной составляющей процесса является нужное расположение электрода.

Правила сварки металла электродом предусматривают три варианта: угол вперед, назад и прямой. Угол отклонения от вертикали находится в диапазоне 30-60 градусов. При положении "углом вперед" сварщик следует за электродом. Шлак начнет перемещаться к сварочной ванне, накрывая расплавленную часть металла. Небольшое количество шлака вытесняет более тяжелый металл. При увеличении шлака уменьшают угол наклона электрода. При более критическом состоянии электрод устанавливают прямо, а через некоторое время возвращают на место.

Прямой угол - это вариант того, как держать электрод при сварке в месте, доступ куда затруднен. Шов при этом способе образуется ровный и красивый.

При варианте "углом назад" наблюдается обратная картина. Жидкий шлак отбрасывается назад и находится позади сварочной ванны. Из существующих вариантов следует выбирать такой угол, чтобы жидкий шлак поступал за электродом и покрывал расплавленный металл. Такой вариант обеспечивает глубокую проплавку.

Если соблюдать советы, как правильно держать электрод при сварке, то делать сварку станет легче, а шов будет более качественным.

Расстояние между электродом и деталью

Имеет немаловажное значение, на каком расстоянии держать электрод при сварке. Это влияет на форму, ширину, шероховатость шва. В зависимости от этого параметра находится и длина электрической дуги. Идеальной считается сварочная дуга длиной 2-3 мм.

Небольшое расстояние следует выбирать, когда предстоит сваривание толстых деталей. Поперечные движения становятся необязательными. Короткая дуга получается, когда расстояние от конца электрода до металлической поверхности равно половине диаметра электрода. Такая дистанция увеличивает глубину проплавки. Ширина шва уменьшается. Короткая дуга актуальна для получения вертикального шва, но может использоваться и при других положений и всех типов соединений.

Дуга средней величины равняется диаметру сварочного электрода. Шов значительно расширяется, а напряжение становится больше. При таком расстоянии сварки увеличиваются ток и глубина проплавления, а ширина шва и напряжение уменьшаются. Достоинством является отличная защищенность ванны. Средняя дуга возникает при расстоянии между электродом и металлической поверхностью, равным или немного превосходящим диаметр электрода.

Длинная дуга в полтора раза превышает диаметр электрода. Это не особенно желательно, поскольку шов становится слишком широким, глубина проплавления уменьшается, а брызги раскаленного металла начинают лететь во все стороны. В сварочном шве будут формироваться поры. Значительно снижается защита ванны.

Технология

Суть сварки электродом заключается в том, что на металл происходит воздействие высокой температуры. Между электродом и металлической поверхностью возникает дуга, происходит плавление и образование сварного шва. Однако, получить качественный, прочный и красивый сварной шов можно только изучив все тонкости того, как правильно варить сваркой электродами и типы швов, а так же, как правильно вести электрод при сварке металла.

Сварка одиночными электродами состоит из следующих этапов:

Выбор электрода.
Установка тока необходимой величины.
Поджог дуги.
Определение с расположением электрода.
Выбор, как вести электрод при сварке.
Формирование шва.
Контроль зазора.
Выявление дефектов и их ликвидация.

Повышенную трудность представляет собой сварка тонкого металла. Она заключается в опасности появления прожогов. Этот дефект относится к категории недопустимых, поскольку значительно снижает прочность конструкции. Чтобы уменьшить температуру свариваемого материала, следует величину тока сделать минимальной. Сварку надо вести с обратной полярностью. Шов следует делать прерывистым.

Сильное коробление шва предотвратит перемещение электрода в разные зоны, чтобы дать возможность небольшого остывания на предыдущем участке. Если металл не просто тонкий, а очень тонкий, то придется прибегать к непопулярному методу - периодическому прерыванию дуги.
При окончании процесса сварки следует заварить кратер.

После окончания формирования шва необходимо выявить наличие дефектов. Наружные изъяны можно определить внешним осмотром. Применение лупы с большим увеличением поможет найти микродефекты. Для определения внутренних дефектов существует контроль с применением специальных приборов. Имеется возможность обратиться в лаборатории, специализирующиеся на контроле сварных соединений, в которых работают профессиональные сотрудники, и имеется оборудование, проходящее обязательную поверку.

Движения электрода

Перед началом процесса необходимо определиться, как водить электродом при сварке конкретных изделий. Существует три вида перемещения электрода:

вдоль его собственной оси называется поступательным;
вдоль оси шва является прямолинейным;
колебательные движения хорошо прогревают кромки и применяются наиболее часто.

Колебательные движения могут выписывать различные рисунки: елочку, лесенку, треугольники и многие другие. От этого выбора зависят ширина шва и прочность соединения. Имеется также разделение движений электрода по направлению.

Как правильно вести электрод при сварке зависит от конкретного вида соединения, расположения шва в пространстве и предыдущего опыта сварщика или его желания осваивать новые технологии сварки.

Преимущества метода

К достоинствам сварки электродом относятся:

возможность сваривания при всех положениях шва в пространстве;
возможность соединения деталей, выполненных из разных материалов;
формирование шва в труднодоступных местах;
легкость обучения, как варить сваркой электродами;
возможность сваривания деталей различной толщины;
простота технологии;
невысокая стоимость.

Недостатками являются вредные условия работы, низкая производительность, зависимость качества получаемого шва от квалификации сварщика.

Ошибки при использовании электродов

Ошибки при сварке электродом приводят к созданию некачественного шва и образованию в нем дефектов. К ним относятся:

Неумение держать дугу, что приводит к неравномерному расплавлению. Результатом является неровный и грубый шов.
Использование при сварке влажных электродов.
Неправильный выбор длины сварочной дуги.
Слишком быстрое или слишком медленное перемещения электрода.
Отсутствие подготовки поверхности металлических поверхностей или некачественное ее проведение.
Неправильно выбранный наклон электрода.

Важным является проверка работоспособности сварочного аппарата.

Сварка без электродов

При промышленном производстве или просто при желании овладеть более прогрессивными методами прибегают к сварке с применением современного оборудования, в котором электроды не требуются. Сварка без электродов предполагает их замену на проволоку, которая дозированно поступает из применяемого оборудования. К ним относятся полуавтоматы. Они являются аналогами уже несколько устаревших, но все еще применяемых и имеющихся в продаже трансформаторов.

В полуавтоматах сварочная проволока намотана на бобину внутри аппарата. При сварке осуществляется ее непрерывная подача. Специальный механизм обеспечивает перемещение проволоки по мере ее оплавления, что дало основание назвать это устройство полуавтоматическим.

Практические советы

Рекомендации, как сваривать металл электросваркой, можно получить от профессионалов и опытных сварщиков:

Проведение перед началом сварки подготовительных работ.
Осуществлять очищение металлических поверхностей от загрязнений, масла, краски, пыли.
Обеспечение сварщика защитным снаряжением. Не забывать установку рядом с проведением работ емкости с водой.
Проще разжечь дугу можно новым электродом, а не уже частично использованным.
Помнить, что не бывает универсальных электродов. Подбирать их следует, исходя из того, какие материалы подлежат сварке и их толщины.
Перед сваркой электроды необходимо подсушивать.
Свариваемые детали должны быть хорошо закреплены.
Придерживаться одинакового расстояния между электродом и металлической поверхностью на всем протяжении сварочного процесса.
Понимать отличие между ванной и шлаком. Когда происходит первое касание электрода к поверхности, на ней появляется красное пятно, от начала плавки металла. Не следует ошибочно принимать его за сварочную ванну. О ее появлении будет свидетельствовать образование белого пятна.
Чтобы понять, как правильно варить электродуговой сваркой, следует начинать с точечного варианта, чтобы было легче делать дорожку и не допускать гашения дуги.
После окончания процесса необходимо провести внешний осмотр для выявления имеющихся дефектов.

Обучаясь тому, как правильно варить металл электродом, не надо бояться экспериментировать. Чтобы овладеть этим искусством, следует попробовать разные методы установки электрода и способы его движения.

Подбор силы тока и диаметра электрода

Под режимом сварки понимают группу контролируемых параметров, определяющих ее условия. Параметры режима сварки подразделяют на основные и дополнительные.

К основным параметрам режима ручной сварки относят Силу тока, род и полярность тока, напряжение на дуге, диаметр электрода и скорость сварки. К дополнительными параметрам, состав и толщина покрытий электрода, положение электрода и положение изделия при сварке.

Самым важным и первичным этапом в определение режимов сварки является подбор диаметра электродов. Диаметр электрода выбиратеся в зависимости от толщины металла и пространственного положения сварного шва и вида соединения. Примерное соотношение между толщиной металла S и диаметром электрода при сварке шва приведено в таблице ниже. Пространственные положение в которых можно варить электродами указана на пачке. Подробнее об обозначении характеристик электродов и их расшифровке читайте в статье Покрытые электроды, характеристики, технические требования. Классификация, маркировка ГОСТ 9466-75

Сварные шва вертикальные, горизонтальные и потолочные вне зависимости от толщины металла варят электродами диаметром как правило 3 мм максимум до 4 мм, чтобы избежать стекание жидкого металла и шлака из сварочной ванны.

Также корень шва выполняют электродами диаметром не более 3 мм, для обеспечения полного провара, а последующие слои шва выполняют электродами большего диаметра.

Настройка силы тока в зависимости от диаметра электрода

Силу сварочного тока выбирают в зависимости от марки и диаметра электрода, при этом учитывают положение шва в пространстве, вид соединения, толщину и химический состав свариваемого металла, а также температуру окружающей среды. Сварочный ток — один из главных параметров процесса сварка, от которого зависит качество и надежность полученного сварного шва. При учете всех указанных факторов необходимо стремиться работать на оптимально возможной силе тока обеспечивающем стабильный процесс сварки.

Важно: Сварочный ток и диаметр электрода взаимосвязаны.

К выбору сварочного тока нужно подходить ответственно! Неправильно выбранный сварочный ток приведет к дефектам. При слишком большой силе тока будут получать прожоги свариваемых деталей. При недостаточной силе сварочного тока металл не будет плавиться получаться непровары и несплавления.
Ничего сложного в выборе сварочного тока нет. Рекомендации по выбору силы тока можно найти на пачке с электродами или в справочниках и нормативных документах. Рекомендованные усредненные значения сварочного тока приведены в таблице ниже. В зависимости от пространственного положения сварного шва, значение силы тока необходимо корректировать, так для сварки вертикальны и потолочных швов силу тока уменьшают на 10-15%. Не следует забывать, что для этих положений сварки диаметр электрода не должен превышать 4 миллиметров. При следовании этим правилам процесс сварки будет идти стабильно и металл не будет стекать из сварочной ванны. Подробней про технику сварки в различных пространственных положениях читайте в статье: Техника ручной дуговой сварки покрытыми электродами

Напряжение сварочной дуги на аппаратах выставляется автоматически, так что этот параметр не рассматриваем

Таблица 1 — Выбор диаметра электрода при сварке стыковых соединений

Толщина деталей, мм	1,5-2,0	3,0	4,0-8,0	9,0-12,0	13,0-15,0	16,0-20,0	более 20
Диаметр электрода, мм	1,6-2,0	3,0	4,0	4,0-5,0	4,0-5,0	4,0-5,0	4,0-5,0

Таблица 2 — Выбор диаметра электрода при угловых и тавровых соединений

Катет шва, мм	3,0	4,0-5,0	6,0-9,0
Диаметр электрода, мм	3,0	4,0	5,0

Силу сварочного тока определяют по формуле

где d_э — диаметр электрода (электродного стержня), мм;

j — допускаемая плотность тока, А/мм 2 .

При приближённых подсчётах величина сварочного тока может быть определена по одной из следующих формул:

где dэ — диаметр электрода (электродного стержня), мм;

k₁, k₂, α — коэффициенты, определённые опытным путём:

Рекомендации по выбору силы тока можно найти на пачке с электродами или в справочниках и нормативных документах.

Как выбрать электрод для сварки. Инструкция для чайников

Это статья из серии экспресс-уроков Свар-EXPRESS.
Темы урока: какой диаметр электрода нужен под конкретную толщину металла; какой сварочный ток выставлять для каждого случая; что такое полярность сварки.

Инженер-сварщик
Евгений Евсин

Выбор сварочного электрода, для начинающего сварщика может стать проблемой. Например, какой диаметр электрода нужен под конкретную толщину металла, или какой сварочный ток выставить для получения прочного шва?
Постараемся ответить на эти вопросы.
Для начала разберёмся, что такое электрод и для чего нужна обмазка.

Электрод представляет собой металлический сердечник с особым покрытием, которое называется обмазкой. В процессе сварки сердечник плавится, а обмазка при сгорании создаёт газовую защиту шва от вредного воздействия кислорода. Так же в процессе сварки формируется защитный шлаковый слой сварочной ванны.

Выбирая электрод следует обратить внимание на состав сердечника, который должен быть схож со свариваемым металлом. Так существуют специальные электроды для углеродистых, легированных, высоколегированных сталей, электроды для работы с нержавейкой, жаростойкими сталями, для работы с алюминием или чугуном.

Существует огромное множество металлов и их сплавов, рассказывать о каждом мы не будем, а сосредоточимся на тех электродах, которые могут понадобиться в быту. В основном для домашних нужд используется конструкционная сталь небольшой толщины. Вот для неё мы и попробуем подобрать электроды. Но прежде несколько слов об обмазке электродов. Различают 4 типа покрытий: основной, рутиловый, кислый и целлюлозный. Каждый из них применяется для решения своих задач.

Основное и целлюлозное покрытия используются для сварки исключительно на постоянном токе. Данные электроды можно использовать при монтаже ответственных конструкций, где требуется максимальная прочность наплавленного металла.

Рутиловые электроды подойдут для работы на постоянном или переменном токе. Они отличаются лёгким поджигом и малым разбрызгиванием металла. Электроды могут работать с аппаратами обладающими низким значением напряжения холостого хода.

При использовании электродов с кислым покрытием – можно добиться лёгкого отделения шлака, однако пользоваться подобными электродами в замкнутом пространстве не рекомендуется - они достаточно вредны для здоровья сварщика.
Ещё один момент - электроды с рутиловым и кислым покрытием рекомендуется использовать при сварке аппаратами с напряжением холостого хода 50 (+/- 5) вольт.

Наиболее широко распространены электроды с основным и рутиловым покрытием. Для новичка знакомства с ними будет вполне достаточно.

Самыми распространёнными электродами с основным покрытием являются УОНИ 13/55. Данные электроды предназначены для углеродистых и низколегированных сталей. Как сказано в описании данных электродов, они рекомендуются для сварки ответственных конструкций, швы, сваренные с помощью УОНИ 13/55 отличаются пластичностью и стойкостью к ударным нагрузкам. Изделия, сваренные УОНИ 13/55 могут эксплуатироваться в условиях низких температур.

К недостаткам данных электродов стоит отнести требовательность к чистоте кромок заготовок. Если кромки заготовок перед сваркой не обработать и на них попадёт масло, вода, или ржавчина, велика вероятность появления сварочных пор.

УОНИ 13/55 – предназначены для сварки только постоянным током на обратной полярности – о которой мы расскажем чуть позже.

Самым распространённым представителем рутиловых электродов можно назвать электроды марки МР-3. Они предназначены для работы с углеродистыми и низколегированными сталями.

К сильным сторонам данных электродов стоит отнести возможность сварки как на постоянном, так и переменном токах, малое разбрызгивание металла, стабильность дуги во всех пространственных положениях.

Кроме двух самых распространённых марок электродов для работ с конструкционной сталью, новичкам можно рекомендовать электроды российского производства ОЗС-12 и АНО-4. А для сварки нержавейки электроды зарубежных производителей ОК 63.34, ОК 61.30 или отечественные электроды ЦЛ-11. Подобные электроды, так же могут понадобиться домашнему мастеру.

Большая часть инверторов для ручной дуговой сварки работает с постоянным током. На постоянном токе существует 2 варианта подключения полярности: прямая и обратная.

Прямая полярность – вариант подключения при котором к быстросъёму «+» инвертора подключается масса, держак подключается к «-». Обратная полярность - масса подключается к «-»; «+» к держателю электрода.

При сварке на плюсовом контакте выделяется больше тепла, а значит на обратной полярности лучше сваривать массивные детали, а на прямой тонкий металл (до 2 мм) или высоколегированную сталь, чтобы избежать их перегрева.

Диаметр электрода подбирают, ориентируясь на толщину металла заготовок. Для сварки металлов толщиной до 1.5 мм сварка электродами применяется крайне редко, для таких толщин лучше использовать полуавтоматы или аргонодуговую сварку.

Примерное соотношение толщины заготовок и диаметров электродов вы можете узнать из таблицы:

Следующий важный момент – какой ток необходимо выставить для электрода конкретного диаметра. Данную информацию можно узнать на упаковке электродов, или посмотрев следующую таблицу:

Так же начинающему сварщику, будет полезно знать, что сварочный ток можно подобрать из расчёта 20-30А на один миллиметр диаметра электрода. Т.е. для электрода диаметром 3мм, ток должен быть в приделах 80-110А, в зависимости от пространственного положения, толщины металла и количества проходов.

Точных и однозначных настроек тока не существует – каждый сварщик видит процесс по-своему, и в зависимости от собственных ощущений выставляет необходимые параметры тока.

Чем выше сварщик выставляет параметры тока, тем более жидкой и менее «управляемой» получается ванна. Задача сварщика – настроить аппарат таким образом, чтобы работа была комфортной, а сварочная ванна достаточной для провара и управления краями ванны.

Перейти в каталог:

Смотрите данную статью в видео-ролике:

Читайте также:

Покрытие электрода	Диаметр электрода, мм	Ток, А
Основное (электроды УОНИ-13/55, ЦУ-5,	2,5	70-90
ТМУ-21У, ТМЛ-3У, ТМЛ-1У, ЦЛ-39 и др.)	3,0	90-110
4,0	120-170
5,0	170-210
Рутиловое (электроды МР-3, ОЗС-4, АНО-6 и др.)	2,5	70-90
3,0	90-130
4,0	140-190
5,0	180-230