Подготовка электродов для ручной дуговой сварки

Обновлено: 28.09.2024

Ручная дуговая сварка покрытым электродом это – дуговая сварка, при которой возбуждение дуги, подача электрода и его перемещение производятся вручную, защита сварочной ванны обеспечивается расплавлением и разложением компонентов покрытия.

Сварка покрытыми электродами наиболее распатроненный в России способ сварки, занимает самый большой объем в сравнении другими методов сварки. Способ позволяет производить сварку практически любых конструкций и деталей разной сложности, в труднодоступных местах, при разных пространственных положениях сварного шва .

Качество сварных соединений, выполненных ручной дуговой сваркой нельзя гарантировать без строгого соблюдения технологии сварки и операционного контроля за всеми процессами. Начиная от входного контроля материалов сварочных и основных, проверки квалификации сварщиков, соблюдения режимов сварки и окончательного контроля готового сварного соединения.

РД – ручная дуговая сварка;

MMA – Manual Metal Arc (Welding) – ручная металлическая дуговая сварка;

SMAW – Shielded Metal Arc Welding – металлическая дуговая сварка в защитной атмосфере;

E – международный символ ручной дуговой сварки.

Сущность ручной дуговой сварки покрытыми электродами

При ручной дуговой сварке покрытыми электродами дуга возбуждается при касании электродом свариваемой детали, в результате замыкании электрической сварочной цепи.

В процессе сварки покрытый электрод подается к свариваемой детали по мере плавления электрода и перемешается вдоль соединения с поперечными колебаниями для придания заданной формы и размеров шва.

Движения покрытым электродом при сварке

В процессе ручной дуговой сварке происходит плавление покрытия и электродной металлической проволоки. Расправляющееся покрытие образует шлак и выделяются газы. Шлак обволакивает капли расплавленного металла, появляющиеся при плавлении стержня электрода. В ванне шлак всплывая на ее поверхность, образует защитный слой, предохраняющий металл от взаимодействия с атмосферным воздухом. Кроме того, поднимаясь на поверхность сварочной ванны, шлак очищает расплавленный металл от вредных примесей. Образующиеся при расплавлении покрытия сварочные газы вытесняют воздух из зоны сварки и, тем самым, защищают сварочную ванну от взаимодействия с кислородом и азотом.

Жидкий шлак затвердевает и образует на поверхности шва твердую шлаковую корку, которая удаляется после сварки. То есть, компоненты входящие в покрытие сварочного электрода обеспечивает защиту сварочной ванны и застывающего металла сварного соединения от реакций с атмосферными газами и очистку металла в процессе химических реакций происходящих в сварочной ванне.

Покрытыми электродами применяют для сварки сталей, чугунов и цветные металлов различной толщины. Так же покрытые электроды используется для наплавки с целью восстановление изношенных деталей и получения покрытий со специальными свойствами главным образом антикоррозионных и износостойких.

Перемещение сварочного электрода вдоль сварного шва и его подачу в зону сварке по мере его расплавления производит сварщик. В связи с этим стабильность процесса и качество сварки зависит от квалификации сварщика и его зрительно моторной координации, так как изменятся длина дуги, наклон электрода, скорость его перемещения, что приводит к изменению параметров режима — напряжения дуги и силы сварочного тока. При ручной дуговой сварке покрытыми электродами для обеспечения стабильности режимов сварки используют источники сварочного тока с крутопадающими вольт-амперными характеристиками.

Преимущества ручной дуговой сварки:

применение ручной возможно в различных, самых неудобных пространственных положениях;
сварки может производится в трудно доступных местах;
универсальность способа, возможность сваривать изделия различной конфигурации;
применимость к широкому диапазоны различных марок сталей;
высокая мобильность.

Недостатки способа:

мало высококвалифицированных сварщиков;
невозможно гарантировать качество сварного соединения;
невысокая производительность сварки;
неблагоприятные условия труда.

Рациональные области применения:

сварка металлоконструкций, трубопроводов;
рационально использовать при сварка коротких швов.

Технология ручной дуговой сварки покрытыми электродами

Технология ручной дуговой сварки включает в себя следующие операций: разделку и подготовку сварочных кромок, возбуждение сварочной дуги, перемещение электрода в время сварки, порядок наложения сварных швов в зависимости от марки материалов и конструкции сварных соединений.

Ручная дуговая сварка требует качественной подготовки кромок и прилегающий поверхности свариваемых деталей. Механическую обработку и зачистку, свариваемых деталей выполняют на станках или вручную. Свариваемые кромки зачищают до металлического блеска, не должно быть следов ржавчины, рыхлого слоя окалины грязи, масляных пятен, потому что недостаточно качественная подготовка приведет к дефектам и как следствие уменьшению прочностных характеристик сварного соединения. Обязательной зачистке подлежат свариваемые кромки и прилегающая к ним поверхность металла шириной не менее 20 мм;

Форма подготовки кромок под ручную дуговую сварку покрытыми электродами устанавливается стандартами на конструктивные элементы сварных соединений в зависимости от толщины деталей. Угол скоса кромок, притупление и зазор между соединяемыми деталями должны быть равномерными и не выходить за пределы установленных допусков.

Конструктивные элементы сварных соединений

Сборочно-подготовительные работы следует проводить в таком порядке, чтобы конструкция располагалась удобно для работы и проведения сварки в нижнем положении. Все изделия, поступающие на сборку, должна проверятся на соответствие чертежам и правильности подготовки кромок под сварку. Для предотвращения в процессе сварки деформаций сборку следует проводить на прихватках или в жестко закрепленных кондукторах. Для прихватки применяются те же электроды что и для сварки если иное не оговорено в технической документации. Длина прихваток должна быть не менее 50 мм с шагом не менее 500 мм. Для избежания дефектов в конце сварки необходимо использовать выводные планки.

Зажигание сварочный дуги производится двумя способами, сварщик касается концом покрытого электрода до поверхности свариваемого изделия, или чиркает концом электрода по поверхности металла и быстро отводит его в сторону примерно на 2-4 мм. Так возбуждается дуга. При сварке длину дуги следует поддерживать постоянной, минимально возможной, для чего сварщик подает покрытый электрод по мере его плавления. Слишком длинная дуга не обеспечивает необходимой глубины проплавления основного металла, идет чрезмерно сильное разбрызгивание металла, и плохая защита от атмосферного воздуха, в результате возможно образование недопустимых дефектов. Короткая сварочная дуга обеспечивает, мелко капельный перенос металла, покрытый электрод расплавляется равномерно процесс сварки идет более стабильно чем при длинной дуге.

Если сварочная дуга обрывается, следует зачистить место обрыва. Возобновлять сварку следует отступив от места обрыва 5 — 10 мм на ранее наплавленный валик, и тщательно заварить кратер образовавшийся в месте обрыва.

При сварке электрод нужно держать под определенным углом к свариваемым деталям. Наклон электрода зависит от пространственного положения, толщины и марки основного металла, диаметра электрода его вида и толщины покрытия.
Сварку можно вести слева направо, справа налево,
от себя и к себе. Независимо от направления сварки электрод должен быть наклонен к оси шва так, чтобы основной металл проплавлялся на наибольшую глубину и правильно формировался шов.

Во время сварки следуют соблюдать режимы сварки установленные в технической документации.

Режим ручной дуговой сварки покрытыми электродами

Режим ручной дуговой сварки включают следующие параметры:

величина сварочного тока;
род и полярность сварочного тока;
диаметр покрытого электрода;
напряжение дуги;
скорость сварки;

Выбор величины сварочного тока зависит от разных параметров — диаметра покрытого электрода, вида его покрытия и пространственного положения шва. Величина сварочного тока предопределяет производительность сварки (количество металла, наплавленного за единицу времени) и глубину провара.

При малом токе количества выделяющегося тепла, может быть недостаточно, чтобы расплавить сварочные кромки или ранее наплавленные валики, что может привести к несплавлению и непровару, что приведет к браку.

При слишком большой величине сварочного тока, электрод и основной металл будут быстро сильно плавиться, что может привести к прожогу и наплывам, которые являются недопустимыми дефектами.

На упаковке с покрытии электродами содержатся рекомендации завода изготовителя по выбору сварочного тока, но можно воспользоваться и формулой для расчета:

I — сварочный ток,

D — диаметр электрода.

С учетом толщины стенки свариваемых деталей и пространственного положения шва при сварке, значение сварочного тока поправляют: при сварке деталей толщиной до 3 мм. и при вертикальных и потолочных положениях шва, значение сварочного тока должно быть уменьшено на 10-15% ниже заданного.

Форма и размер шва зависят от рода и полярности тока, которые выбирают в зависимости от типа электродного покрытия, марки и толщины основного металла. При постоянного тока обратной полярности количество теплоты выделяющиеся на электроде на 20-40% больше, чем на основном металле и наоборот при сварке на прямой полярности, количество теплоты больше выделятся на основном металле.

Так при сварке переменным током глубина проплавления будет на 15-20 % меньше по сравнению со сваркой на постоянным током обратной полярности.

Диаметр электрода выбирают в зависимости от толщины свариваемых деталей, марки стали, формы разделки кромок, пространственного положения, в котором осуществляется сварка, и вида сварного соединения. Применение покрытых электродов большего диаметра не рекомендуется, поскольку это приводит к возникновению ряда дефектов, непроваров и зашлаковыванию сварного шва. Лучше использовать электроды диаметром 3-4 мм. Когда толщина металла превышает 12 мм и сварку ведется в нижнем положении, можно применять электроды диаметром 4-5 мм.

При сварке в других вертикальных, горизонтальных и потолочных швов а также корня шва следует использовать электроды диаметром не более 3 мм, при сварке заполняющих слоев и облицовочного, можно применять электроды диаметром до 4 мм.

В зависимости от прочностных и других механических характеристик свариваемых сталей выбирают электроды соответствующего типа и марка.

В процессе ручной дуговой сварки электрод должен совершать определенные поступательно колебательные движения, смотрите рисунок выше.

Если перемещать электрод исключительно в направлении сварки без поперечных колебательных движений, то наплавленный валик будет узким (ниточным). Такой способ применяется при сварке тонколистового металла, и подварке дефектов, а также при сварке когда не допускаются большие тепловложения.

Число слоев шва при сварке

Толщина отдельного слоя не должна превышать 3…5 мм. Последними проходами создается небольшая выпуклость шва высотой 2-3 мм над поверхностью основного металла.

Количество слоев шва при сварке стыковых и уголовных соединений:

О технике ручной дуговой сварки читайте в статье Техника ручной дуговой сварки покрытыми электродами

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Как варить дуговой сваркой

Существуют разные способы прочного и неразъемного соединения металлических деталей, которые при создании металлоизделий используют профессиональные сварщики. Если же научиться варить хочет новичок, то наилучшей для таких случаев будет ручная дуговая электросварка.

Обычно именно с такого типа сварки начинают обучение те, кто впоследствии становится профессиональными сварщиками. Сам по себе такой способ не сложный и позволяет понять основные принципы сварочного процесса начинающим мастерам. Но, чтобы сварочные швы получались качественными и прочными, необходимо знать, как правильно варить дуговой сваркой.

Сущность сварочного процесса

От правильности действий и умений человека непосредственно зависит, насколько надежным и качественным будет сварное металлоизделие. Поэтому в первую очередь следует изучить основы дуговой сварки.

Место, в котором происходит соединение электрода с металлом называют сварочной ванной. Перед тем как варить дуговой сваркой необходимо знать параметры ванны. Стандартные размеры следующие:

5-6 мм - глубина;
10-32 мм - длина;
7-15 мм - ширина.

Это условные параметры, конкретные размеры зависят от формы кромок соединяемых элементов, режима сварки, скорости движения электрода и других факторов.

Чтобы четко понимать, как правильно варить дуговой сваркой начинающим мастерам сперва необходимо досконально разобраться в происходящих при сваривании процессах:

электрическая дуга возникает в момент, когда электрод соприкасается с металлической поверхностью;
металл вместе образования дуги расплавляется;
одновременно с металлом сам электрод также плавится и при этом расплавившиеся частички перемещаются в сварную ванну;
плавке подвергается и защитное покрытие электрода. Оно образует газовое облако, которое защищает ванну от воздействия кислорода и обеспечивает поддержание необходимой для плавления металла температуры в месте сварки;
в процессе сварки образуется шлак, который также способствует подержанию оптимального температурного режима и не допускает перегревания сварной ванны;
сварочный шов образуется в результате движения электрода и перемещения ванны;
после остывания металла на соединении остается шлаковая корочка, которую с помощью молотка необходимо аккуратно отбить.

Если вы никогда ранее не видели держатель электрода и общие понятия сварочного процесса вам незнакомы, то следует пройти уроки дуговой сварки, которые в открытом доступе есть в интернете на многих сайтах.

Обратите внимание! Только при наличии двух проводящих ток элементов с противоположными зарядами возможно возникновение электрической дуги. Такими элементами являются металл и электрод. Начинающим мастерам лучше всего использовать стандартный электрод, у которого центральный элемент выполнен из металла.

Инструменты и оборудование

Техника ручной дуговой сварки относительно простая и выполняется с применением специализированного оборудования и электродов. Также понадобятся вспомогательные инструменты и защитные средства.

Типы оборудования

Существует три вида аппаратов, которыми может выполняться дуговая сварка своими руками:

трансформаторы. Принцип работы таких устройств основан на переменном токе. Следует отметить что они довольно тяжелые, способны вызывать резкие изменения напряжения в общей электросети и сильно шумят. Выполнить ровный шов на трансформаторе довольно сложно, это под силу только обладающим опытом сварщикам. Но если начинающие мастера пройдут обучение дуговой сварке именно с применением трансформатора, то работать с другим оборудованием будет намного легче;
выпрямители. Работу приборов обеспечивают полупроводниковые диоды. Агрегаты такого типа переменный ток превращают в постоянный. Это универсальные устройства. Для них подходят практически все электроды и сваривание проводить можно на разных металлах. В сравнении с трансформатором процесс сварки намного проще и сохраняется стабильность дуги;
инверторы. Работают почти бесшумно. Удобны в применении благодаря компактности и автоматической системе настроек. В процессе работы устройство выдает постоянный ток высокой мощности посредством превращения переменного.

Среди всех аппаратов самыми лучшими считаются инверторы. Они создают стабильную дугу даже при скачках напряжения и отличаются многофункциональностью.

Инструменты и обмундирование

Перед тем как варить электродуговой сваркой, нужно вначале подготовить средства для личной защиты и инструменты:

аппарат для сварки и электроды к нему. Тем, кто только учится сварочному мастерству, следует приготовить побольше электродов;
подсобные инструменты. Техника дуговой сварки подразумевает удаление возникшего при сваривании шлака, а для этого понадобится молоток и щетка по металлу;
защитное обмундирование. Нельзя приступать к свариванию без специальной маски, перчаток и защитной одежды из плотных материалов. Пренебрегать такими средствами не стоит, поскольку от них зависит безопасность человека.

Если вы первый раз работаете с аппаратом и хотите научиться как правильно варить ручной дуговой сваркой, то рекомендовано предварительно подготовить тренировочные металлические элементы.

Подготовка к свариванию

Задаваясь целью как научиться правильно варить дуговой сваркой следует понимать, что безопасность и эффективность сваривания во многом зависит от подготовительного процесса. Приступать к сварным работам следует только после подготовки сварочного аппарата:

необходимо проверить частоту электротока и напряжение, показания в рабочем аппарате и в сети должны быть одинаковыми;
номер электрода подбирать нужно с учетом мощности оборудования;
клемму заземления обязательно необходимо надежно зафиксировать;
проверить все соединения, целостность изоляции кабеля;
электрод поместить в держатель и проверить прочность его фиксации.

Подготовить нужно также свариваемую поверхность. Ее нужно тщательно очистить от ржавчины, следов масла и других загрязнений. Если этого не сделать, то сварочный шов будет с дефектами.

На целостность проверяются и электроды. Важно чтобы покрытие было без сколов и трещин. Нередко требуется сперва прокалить или просушить электроды и только потом вставлять в держатель аппарата.

Особенности и порядок сваривания

Дуговая сварка для начинающих сварщиков считается самой простой и доступной в обучении. Начинать процесс сваривания нужно с розжига дуги, который осуществляется двумя методами:

касание. Под углом 60° размещается электрод, концом которого нужно слегка коснуться металлической поверхности и сразу же поднять его на 3-5 мм. Если все сделать правильно, то должна дуга образоваться;
чиркание. По подготовленному металлу быстро нужно провести самим кончиком электрода и без замедлений поднять его на расстояние 2-3 мм.

Лучше всего зазор выдерживать в среднем 0,5 см, поскольку при его уменьшении электрод будет залипать. Контролировать длину дуги можно также по присутствующему звуку. Наличие резких звуков указывает на то, что зазор чрезмерно большой. Если звук ритмичный и размеренный, то длина дуги постоянная и нормальная.

Начинать сваривать детали нужно сразу же как поймана оптимальная дуга. Плавно и медленно с незначительными колебаниями в стороны электрод перемещается по направлению создаваемого стыка. Когда еще до окончания шва электрод сгорел, то следует вставить второй, отступить примерно 10-12 мм от образовавшего в оборвавшемся шве кратера, повторно зажечь дугу и продолжать процесс, двигаясь вперед.

Обычно стыковые соединения в несколько слоев выполняет:

двумя - элементы, толщина которых не превышает 6 мм;
тремя - детали с диапазоном толщины от 6 до 12 мм;
четырьмя - изделия, у которых больше 12 мм составляет толщина.

Различают также разные траектории движения дуги и выполнять их нужно одновременно:

поперечная. Ширина движений должна отвечать заданной ширине шва;
продольная. Формирует тоненький валик ниточного шва;
поступательная. Способствует поддержанию однообразной дуги, сам электрод при этом перемещается вдоль линии сварного соединения.

Сплошным швом сваривать не рекомендовано, поскольку произойдет перекос металла. При слишком быстрых движениях электродом стык получится неровным и на нем останутся непроваренные участки. Слишком медленно также нельзя электрод вести, потому в металле возникнут дырки от прожига.

Следить необходимо за зазором между свариваемой поверхностью и электродом. Если он очень маленький, то металл попросту не прогреется. Непрочный и неровный шов получится чрезмерно большом зазоре.

Хоть с первого взгляда довольно сложной кажется ручная дуговая сварка для начинающих, но если изучить технологию и следовать инструкции, то научиться сварочному мастерству может каждый.

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.

Покрытие электродов

Электрод, предназначенный для соединения отдельных деталей, в большинстве случаев, представляет собой стержень из металла, который снаружи защищен специальным покрытием. Оно также известно под названием обмазка.

Покрытие электродов осуществляет функцию преграды между зоной сварки и воздухом, что исключает возникновение окислительного процесса. Обмазка применяется для электродов, предназначенных для соединения изделий из различных материалов, но имеет некоторые различия в зависимости от типов этих расходных элементов.

Назначение покрытия

Все виды электродов делятся на неметаллические, к которым относятся графитовые и угольные, и металлические. В свою очередь электроды, изготовленные из металла, разделяются на неплавящиеся и плавящиеся. Неплавящимся электродам покрытие не требуется, зато плавящиеся элементы нуждаются в защите. Эту функцию осуществляет специальная обмазка металлического внутреннего стержня, состоящая из нескольких компонентов.

Электроды с покрытием способствую образованию прочного, качественного шва без трещин и пор. Во время сварочного процесса образует оболочка из шлака, которая осуществляет защиту от негативного внешнего влияния. Она увеличивает время остывания соединения, благодаря чему из шва успевают выходить все посторонние включения, снижающие его качество.

Сварка покрытыми электродами обеспечивает стабильность горения дуги и простоту ее зажигания. Благодаря содержанию в обмазке ферросплавов из сварочной ванны происходит удаление кислорода - главного виновника образования пор в месте соединения.

Покрытие позволяет формировать облачко, состоящее из угарного и других газов. Оно осуществляет предохранение от окисления атмосферным воздухом. Насыщение расплава легирующими элементами улучшает качество соединения. Следствием удаления из расплава кислорода является процесс раскисления, что обеспечивается находящимися в обмазке таких веществ, как алюминий, титан, молибден, хром, марганец, графит. Эти компоненты более активно, чем кислород взаимодействуют с кислородом, связывая его.

Для придания соединению пластичности в обмазку добавляют бентонит и каолин. Для некоторых видов электродов в обмазку добавляют железный порошок, чтобы увеличить коэффициент наплавки.
Ручная дуговая сварка покрытыми электродами обеспечивает получение надежного и долговечного соединения металлических изделий.

Размеры покрытия

При осуществлении различных сварочных работ большую роль играет правильный выбор электродов. Чем большую толщину имеет свариваемое изделие, тем большим диаметром должен обладать электрод. В зависимости от этого выставляется величина тока на оборудовании.

Дуговая сварка покрытыми электродами требует грамотный выбор этих расходных элементов. При выборе электродов следует подвергать анализу величину размеров покрытия на нем. Каждое значение диаметра требует конкретную толщину покрытия. Обмазка наносится на определенной длине стержня.

Градация этого габарита, определенная в ГОСТе 9466-75, начинается с тонких, и заканчивается особо толстыми. Между ними находятся средние и толстые. Покрытия, имеющие статус тонких, обозначаются как «М», средние как «С». Толстые имеют обозначение «Д», а особо толстые носят обозначение «Г».
Эти буквы являются частью общего обозначения электродов с покрытием.

Для электродов, считающихся наиболее качественными, толщина обмазки находится в диапазоне от 0,5 до 2,5 миллиметров. У электродов с маленьким диаметром этот размер не превышает 0,3 миллиметра. Масса покрытия составляет примерно половину от значения общего веса расходного элемента.

Обмазкой, представляющей собой твердое пористое вещество, покрывают практически весь стержень, за исключением небольшого участка на его краю, размером приблизительно 20-30 миллиметров. Этот участок оставляют для того, чтобы поместить электрод в специальный держатель для его фиксации, что приводит к удобству работы с ним.

Виды покрытия

Виды покрытия электродов разделяются на некоторое количество групп, каждая из которых имеет свое обозначение. Типы покрытия электродов разделяются на:

основное, обозначаемое как «Б», белого или бежевого цвета;
кислое, обозначаемое «А», серого цвета;
целлюлозное, имеющее обозначение «Ц», светло-серое с коричневатым оттенком;
рутиловое, имеющее обозначение «Р», различных цветов, таких как серый, синий, зеленый, красноватый.

Также существуют покрытия смешанного типа, что отражается в их обозначении. Так, например, сочетание букв РЦ следует расшифровывать как рутилово-целлюлозное, а «РА» соответственно как рутилово-кислое. Буква «П» - обозначение других видов покрытий. Такая градация определяется наличием химических элементов, входящих в состав покрытия. Выбор покрытия следует осуществлять в зависимости от металлов, подвергаемых соединению.

Основное

Основное покрытие электродов содержит в основной массе карбонаты кальция и магния. Для того, чтобы произошло разбавление шлаковой корки в обмазку добавляют особый элемент в виде плавикового шпата. Это несколько ухудшает возможность работы при использовании переменного тока, поэтому электроды с основным покрытием рекомендуется использовать при работе с током постоянной величины.

Отличие этого вида покрытия состоит в том, что в образующейся газовой среде отсутствует водород, который может привести к образованию трещин холодного вида. Шов при использовании электродов с основным покрытием получается повышенной пластичности.

Большим преимуществом является возможность выполнения сварки при всех положениях, однако, следует учитывать, что шов вследствие значительной вязкости будет несколько выпуклым и не совсем эстетичным.

Кислое

Электроды с кислым покрытием обладают обмазкой, содержащей железную и марганцевую руды. Это способствует выделению на место сварки значительного количества кислорода. Результатом является повышение температуры и одновременно снижение поверхностного натяжения, что придает ему текучесть.

Увеличивается скорость сварочного процесса, но возникает опасность возникновения подрезов. Кислые электроды несут с собой некоторую опасность, поскольку в их покрытии содержатся оксиды марганца, обладающие токсичностью. Существуют марки электродов с кислым покрытием, однако более предпочтительными являются электроды с рутилово-кислым покрытием.

Целлюлозное

Соответственно названию основной элемент этого вида покрытия - целлюлоза. Также туда входят органические вещества в виде смол. Особенностью является то, что при сгорании в сварной дуге образуется значительное количество защитного газа. При этом шлака, наоборот, образуется мало.

Электроды с целлюлозным покрытием имеют некоторый недостаток, заключающийся в том, что при сварке появляются раскаленные брызги металла. Кроме того, металл шва имеет низкую пластичность. Это обусловлено наличием немалого количества водорода, выделяющегося при горении органических веществ.

Существующие марки электродов с целлюлозным покрытием характерны высокой скоростью осуществления сварочного процесса. К их достоинствам является возможность сварки во всех положениях, даже такому, при котором движение электрода происходит сверху вниз, что не под силу большинству электродов. Недостатками являются большое разбрызгивание горячего металла, образование подрезов на кромках, грубая поверхность получаемого шва.

Рутиловое

Такое покрытие содержит такой элемент, как природный концентрат рутил. Добавками являются полевой шпат, магнезит. Двуокись титана гарантирует легкое разжигание дуги. Брызг образуется немного.

Электроды обладают хорошими технологическими характеристиками. Вредность работы с ними менее, чем с другими электродами. Еще одно достоинство состоит в том, что зажигание дуги может происходить без непосредственного контакта электрода с поверхностью детали, поскольку пленка, образуемая в кратере, играет роль проводника. Особое значение это имеет, когда сваривание осуществляется короткими стежками.

Электродами можно осуществлять соединение даже загрунтованных поверхностей и шов при этом не будет уступать по прочности и надежности. Дуга обладает стабильностью, имеется возможность использования любого вида тока. Практически отсутствуют брызги раскаленного металла. Шов получается свободным от пор.

Покрытые электроды, характеристики, технические требования. Классификация, маркировка ГОСТ 9466-75

Электроды должны храниться в отапливаемых помещениях при температуре не ниже +15 С и влажности воздуха не выше 60%(нормальные условия). При соблюдении условий хранения, срок годности электродов не ограничен.

Должны проходить обязательный входной контроль. При входном контроле должны проверяться:

наличие сертификата;
сохранность упаковки и наличие на каждом упаковочном месте этикетки (бирки);
сварочно-технологические свойства;
для легированных электродов соответствие химического состава наплавленного металла данной марки;

Перед применением электроды должны быть прокалены по режиму, указанному на этикетке.

Основные характеристики покрытых электродов ГОСТ 9466-75

1. Тип электрода:

для конструкционных и теплоустойчивых сталей по ГОСТ 9467 (Э– покрытый электрод, число-гарантированный предел прочности наплавленного металла (в кг\на мм), буква А улучшенные пластические свойства (например, Э42,Э50А);
для высоколегированных сталей по ГОСТ 10052 примерный химический состав наплавленного металла (например, Э-07Х20Н9)

2. Марка электрода, устанавливается разработчиком ТУ на электроды (например МТГ-01К,ТМЛ-3У, УОНИ 13\55)

3. Диаметр электрода

5. Род и полярность тока

По видам покрытия электроды подразделяются

с кислым покрытием – А;
с основным покрытием – Б;
c целлюлозным покрытием – Ц;
с рутиловым покрытием – Р;
с покрытием смешанного вида – соответствующее двойное условное обозначение (РА, РБ, РЦ);
с прочими видами покрытий – П.

При наличии в составе покрытия железного порошка в количестве более 20% к обозначению вида покрытия электродов добавляется буква Ж.

По допустимым пространственным положениям сварки или наплавки электроды подразделяются:

для всех положений — 1;

для всех положений, кроме вертикального сверху вниз — 2;

для нижнего, горизонтального на вертикальной плоскости и вертикального снизу вверх — 3;

для нижнего и нижнего в лодочку — 4.

По назначению электроды подразделяются:

для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву до 60 кгс/мм2 — У (условное обозначение);

для сварки легированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву свыше 60 кгс/мм2 — Л;

для сварки легированных теплоустойчивых сталей — Т;

для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами — В;

для наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами — Н.

По толщине покрытия электроды подразделяются:

В зависимости от отношения D/d (D — диаметр покрытия, d — диаметр электрода, определяемый диаметром стержня)

с тонким покрытием (D/d≤1,20) — М;

со средним покрытием (1,20

с толстым покрытием (1,45

с особо толстым покрытием (D/d>1,80) — Г.

Этикетка коробки с электродами

Каждая коробка (пачка) с электродами снабжаются этикеткой или маркировкой, на которой указано:

наименование или товарный знак предприятия-изготовителя;

полное обозначение электродов по ГОСТ 9466-75;

номер партии и дата изготовления;

область применения электродов;

режимы сварочного тока в зависимости от диаметра электродов и положения сварки или наплавки;

особые условия выполнения сварки или наплавки;

свойства металла шва, наплавленного металла или сварного соединения (специальные механические свойства, не указанные в условном обозначении электродов);

допустимое содержание влаги в покрытии на момент использования электродов;

рекомендуемый режим прокаливания электродов перед сваркой;

масса электродов в упаковке.

Условное обозначение электродов по ГОСТ 9466-75 Пример обозначения электрода по ГОСТ 9466-75

Условное обозначение положений сварки

Сварочно-технологические свойства электродов ГОСТ 9466

Сварочно-технологические свойства электродов должны удовлетворять следующим требованиям:

дуга должна легко возбуждаться и стабильно гореть;
покрытие должно плавиться равномерно, без чрезмерного разбрызгивания, отваливания кусков и образования чехла или козырька, препятствующих нормальному плавлению электрода при сварке во всех пространственных положениях, рекомендованных для электродов данной марки;
образующийся при сварке шлак должен обеспечивать правильное формирование валиков шва и легко удаляться после охлаждения;
металле шва не должно быть трещин, надрывов и поверхностных пор;

Максимальные размеры и число внутренних пор и шлаковых включений в металле шва не должны превышать норм, указанных в стандарте

При проверке сварочно-технологических свойств электродов выполняют сварку одного одностороннего таврового образца и одного двухстороннего. Вместо одностороннего таврового образца, если оговорено в ТУ на электроды, выполняют трубный стыковой образец. Односторонний тавровый образец разрушают для контроля наличия внутренних дефектов. Трубный образец подвергают радиографическому контролю или послойной обработке. На двусторонних тавровых образцах проверяют склонность швов к образованию трещин.

Сварку угловых швов тавровых образцов производят за один проход

При получении неудовлетворительных результатов проверки поп. 4.6 стандарта, а также по п. 4.7 стандарта в части прочности или коэффициента массы покрытия проводят повторную проверку на удвоенном количестве электродов, отобранных от партии. Результаты повторной проверки являются окончательными и распространяются на всю партию

При получении неудовлетворительных результатов проверки по п. 4.7 стандарта в части содержания влаги в покрытии или по п. 4.8 стандарта в части размеров и количества пор (п. 3.12), выявленных в металле шва или наплавленном металле при проверке сварочно-технологических свойств, допускается повторное прокаливание всех электродов контролируемой партии с последующей проверкой соответствующих показателей.

При получении неудовлетворительных результатов проверки по п. 4.8 стандарта в части химического состава наплавленного металла, механических и специальных свойств и характеристик металла шва, наплавленного металла или сварного соединения допускается повторное выполнение соответствующих проб и удвоенного числа образцов для проверки показателей, по которым был получен неудовлетворительный результат.

Результаты повторной проверки являются окончательными.

Прокалка сварочных электродов

Прокалка производится для уменьшения содержания влаги в покрытии и, как следствие, снижения количества водорода в наплавленном металле, а так же для улучшения сварочно-технологических свойств .

Режим прокалки указывается на этикетке (коробке)

Режим прокалки включает: температуру прокалки, время выдержки. Температура прокалки электродов с основным видом покрытия должна быть не менее 340 С

Срок хранения прокаленных электродов в обычных условиях (температура не ниже +15С и влажность не более 60%) не более 5 суток, в термо шкафах при температуре 80-115 С срок хранения не ограничен.

Количество прокалок не более 3-х раз.

Нарушение режимов прокалки и сроков хранения приведет к появлению пор и снижению ударной вязкости металла сварных швов.

Читайте также: