При электродуговой сварке плавлением источником нагрева является

Обновлено: 09.05.2024

Способы образования монолитного соединения при сварке плавлением и давлением различны. Это определяет подход к выбору того или иного способа сварки при изготовлении сварных конструкций.

Сварка плавлением

Процесс соединения металлов плавлением берет за основу образование общих межатомных связей у соединяемых деталей за счет смены их агрегатного состояния в результате нагрева. После этого происходит обратная кристаллизация сварочной ванны. До сих пор данная группа методов остается распространенной, благодаря высокому качеству соединения, а также доступности и относительно малой ресурсоемкости процесса.

Дуговая сварка

Электродуговая сварка эффективно используется уже более ста лет. Суть процесса лежит в образовании высоковольтного электрического разряда между поверхностью металла и сварочным электродом – дуги. Материалом дуги при этом является плазма, электрическое сопротивление которой крайне велико. Ток поддерживает постоянную температуру плазмы, а она, в свою очередь, нагревает поверхности, с которыми контактирует. В зависимости от технологии электродуговой сварки выделяют:

ручную и механизированную сварку;
сварку неплавящимся и плавящимся электродом;
сварку без флюса и с флюсом;
атмосферную сварку и сварку в среде защитных газов.

Такое изобилие подвидов электродугового процесса обусловлено поиском способов повышения качества шва путем снижения уровня воздействий на него внешних факторов: естественных теплопотерь, химических реакций от веществ, взаимодействующих с металлом в сварочной ванне и др.

Газопламенная сварка

Источником тепла при пламенной сварке служит высокотемпературное газовое пламя, образующееся в горелке при сжигании рабочей смеси. В состав смеси обязательно входят кислород и горючее вещество, роль которого могут играть:

газ (ацетилен, пропан, бутан, водород);
смесь газов (метилацетилен-алленовая фракция, блаугаз);
горючая жидкость (керосин, бензин, бензол) и др.

При этом выделяют три типа пламени: окислительное, нейтральное и восстановительное. От типа пламени зависит содержание углерода в свариваемых чугунах и сталях, смена типов достигается регулированием пропорций смешивания горючего вещества и кислорода.

Главным критерием совершенствования плазменных сварочных процессов сегодня является разработка путей применения газов со сверхвысокой температурой горения. В первую очередь, это дициан (до 4500℃) и ацетилендинитрил (до 5000℃).

Плазменная сварка

Если электродуговая сварка предполагает образование плазменного разряда непосредственно в зоне плавления, то плазменная требует подачи готовой плазмы из внешнего устройства – плазмотрона. Ее образование происходит между электродом и соплом устройства, а концентрация и выброс наружу становятся возможными, благодаря действию электромагнитных полей. Таким образом, данный способ обеспечивает не только плавящее, но и газодинамическое воздействие на металл.

Кроме сварки, плазменный метод нашел широкое распространение в процессах наплавки, напыления и резки металлических изделий.

Например, процесс плазменной резки предполагает направленный нагрев металла струей плазмы с одновременным выдуванием расплавленного вещества из образующихся ванн.

Электрошлаковая сварка

Шлаковый процесс предполагает нагрев зоны соединения металлов теплом шлаковой ванны, которая, в свою очередь, раскаляется электрическим током. В процессе кристаллизации металла шлак играет защитную роль – он препятствует процессам окисления, а также перекрывает доступ водорода к месту стыка, что важно, поскольку именно перенасыщение водородом провоцирует образование трещин при быстром остывании металла. Как и дуговая, электрошлаковая сварка классифицируется по типу электродов. Выделяют:

Возможно одновременное использование нескольких электродов в автоматизированном электрошлаковом процессе, а также применение технологии сварки колеблющимся электродом.

Чаще всего шлаковую сварку используют для соединения элементов толщиной 15-600 мм, например, корпусных деталей кораблей и бронетанковых машин.

Электронно-лучевая сварка

Суть метода состоит в подаче концентрированного луча отрицательно заряженных частиц с катода специального устройства – электронной пушки. Обычно лучевая сварка ведется в вакууме с давлением не более 10 -3 Па, однако, допустим и атмосферный процесс, когда частицы покидают вакуум непосредственно перед свариваемой поверхностью. Среди главных достоинств метода:

Высокая точность и широкий диапазон изменения пятна нагрева, что дает возможность работать с деталями толщиной от нескольких микрон до нескольких дециметров.
Возможность формирования сварочной ванны с соотношением глубины к диаметру 20:1 и более.
Дегазация металла, крайне малая вероятность попадания посторонних веществ в сварочную ванну.
Возможность сварки тугоплавких и химически активных веществ, например, вольфрама, титана, тантала, никеля, молибдена, циркония, керамики.

К недостаткам технологии, в свою очередь, относят вероятность образования полостей в местах стыка, а также существенные затраты времени и энергии на образование вакуума, необходимого для формирования электронного луча.

Этих недостатков фактически лишена лазерная сварка, действующая по схожему принципу.

Сварка давлением

Если классическая сварка плавлением предполагает образование общей сварочной ванны с последующей кристаллизацией вещества в ней, то сварка давлением добавляет к этому процессу пластичные деформации, получаемые за счет статических или, реже, динамических нагрузок. При этом плавление металла не является обязательным условием, хотя местный нагрев присутствует почти всегда (исключение – холодная сварка).

Диффузионная сварка

Диффузия представляет собой процесс свободного хаотичного перемещения атомов в веществе, интенсивность которого увеличивается при повышении температуры. Обычно диффузионная сварка проводится в вакууме или защитной газовой среде с местным нагревом контактирующих поверхностей до 800℃ или более.

Одним из главных достоинств данного метода является возможность надежного соединения разнородных материалов, зачастую с кардинально разными физико-химическими свойствами.

Так, диффузионная сварка нашла широкое применение при создании многослойных композитных материалов.

Газопрессовая сварка

Газопрессовый метод, как несложно догадаться из названия, представляет собой последовательный нагрев рабочих поверхностей деталей кислородно-газовым пламенем горелки с приложением статичной силы. Эти процессы могут протекать как одновременно, так и последовательно. Последовательный процесс более распространен, он предполагает такой алгоритм действий:

Заготовки устанавливаются в исходное положение с небольшим зазором.
С помощью горелки (торцевой, подковообразной или многопламенной) края заготовок оплавляются.
На заготовки оказывается осевое давление, они совмещаются и свариваются.

Чаще всего газопрессовую сварку применяют для соединения металлопрофиля (полос, стержней, труб и др.), а также железнодорожных рельсов.

Электроконтактная сварка

В промышленном производстве однотипных металлических изделий важно обеспечить высокую скорость, точность и надежность стыков, а потому электроконтактная варка является одним из основных индустриальных методов. Она предполагает сваривание стыков токами низкого напряжения с одновременным сжиманием шва пневматическими или гидравлическими прессами. Выделяют такие виды контактной сварки:

– заготовки соединяются в одной или нескольких точках; – аналогична точечной, однако, предполагает предварительную подготовку выступов для сварочных точек; – заготовки соединяются рядом точек, перекрывающих друг друга (герметичный шов) или расположенных с небольшими интервалами; – заготовки соединяются по всей поверхности контакта.

Современные универсальные станки для электроконтактной сварки могут работать с заготовками из самых разных металлов, а также с деталями, имеющими сложный профиль. Это делает контактный метод одним из самых распространенных в машиностроительной индустрии.

Холодная сварка

Процесс представляет собой пластичную деформацию заготовок при температуре ниже точки рекристаллизации. За счет значительных механических усилий происходит взаимопроникновение поверхностных слоев металла с образованием стойких межатомных связей. Главная сложность при этом заключается в необходимости полного устранения посторонних веществ, в первую очередь – оксидов и поверхностных пленок. Самыми распространенными типами холодносварных соединений стали такие:

Надежность соединения заготовок холодной сваркой зависит от двух основных факторов: силы сжатия и степени деформации. Если они достаточны, возможно прочное соединение даже разнородных веществ, в том числе чувствительных к нагреву.

Тест по предметам профессионального цикла
тест на тему

Тест для обучающихся по профессии НПО "Электрогазосварщик" по предметам профессионального цикла на 30 вопросов.

Вложение	Размер
test_po_predmetam_professionalnogo_na_30_voprosov.docx	28.53 КБ

Предварительный просмотр:

Тест по предметам профессионального цикла

Фамилия, имя обучающегося ________________________________________ Группа _______

Что представляет собой сварной шов при сварке плавлением?

1.Закристаллизовавшийся металл расплавленного электрода или сварочной проволоки.

2.Участок сварного соединения, образовавшийся в результате кристаллизации расплавленного металла.

3.Жидкий металл, полученный сплавлением свариваемых и присадочных материалов.

На каком расстоянии от сварочного поста должен располагаться однопостовой источник сварочного поста?

В каких пределах изменяется стандартный угол разделки кромок V-образных соединений деталей стальных конструкций, свариваемых ручной дуговой сваркой, сваркой в защитных газах, под слоем флюса, замеряемый после сборки?

1. 10-30 градусов.

2. 50-60 градусов.

3. 60-90 градусов.

Что такое «дуговая сварка плавящимся электродом»?

1.Дуговая сварка, при которой сварочная ванна защищается газом, образовавшимся в процессе плавления сварного металла.

2.Сварка, в процессе которой электрод плавится за счет тепла дуги или газового пламени.

3.Дуговая сварка, выполняемая электродом, который, расплавляясь при сварке, служит присадочным материалом.

Что такое контактная сварка?

1.Сварка, выполняемая путем длительного нагрева места соединения без оплавления с последующей осадкой разогретых заготовок.

2.Сварка двух деталей любым способом по всей площади их контакта.

3.Сварка с применением давления, при которой используется тепло, выделяющееся в контакте свариваемых частей при прохождении электрического тока.

Что включает в себя понятие «плотность электрического тока»?

1.Сила тока, приходящаяся на единицу площади поперечного сечения проводника.

2.Сила тока, приходящаяся на единицу объема проводника.

3.Сила тока в наиболее тонком поперечном сечении проводника.

Какую электрическую величину измеряют электрическим прибором – амперметром?

1.Силу электрического тока в цепи.

2.Напряжение сварочной цепи.

3.Мощность, потребляемую электрической цепью.

Какой основной критерий при выборе провода для электрических цепей?

1.Исходя из допустимой плотности тока.

2.Исходя из удельного сопротивления проводника.

3.Исходя из удельного сопротивления проводника и его длины.

Для чего служит трансформатор?

1.Для преобразования частоты переменного тока.

2.Для преобразования напряжения переменного тока.

3.Для преобразования напряжения постоянного тока.

Какой тип источников питания предназначен для сварки на постоянном токе.

2.Сварочные источники любого типа.

3.Сварочные выпрямители, генераторы, тиристорные источники питания.

Что представляет собой сварочный выпрямитель?

1.Трансформатор и полупроводниковый блок выпрямления.

2.Трехфазный трансформатор и генератор в однокорпусном исполнении.

3.Сварочный генератор и полупроводниковый блок выпрямления.

Какой сварочный источник имеет наибольший к.п.д.?

3.Тиристорный источник питания.

Как надо подключить источник питания постоянного тока при сварке на обратной полярности?

1.Отрицательный полюс к электроду.

2.Положительный полюс к электроду.

3.Не имеет значение.

Какая сталь обыкновенного качества относится к спокойной?

1.Сталь, полностью раскисленная при выплавке и содержащая 0,15-0,3% кремния.

2.Содержащая не менее 0,3% кремния и 1% марганца.

3.Содержащая менее 0,5 мл. водорода на 100 г. металла.

Что обозначает буква «А» в маркировке стали 30ХМА, 30ХГСА?

1.Содержание азота в стали.

2.Содержание алюминия в стали.

3.Пониженное содержание серы и фосфора – сталь высококачественная.

Какой буквой русского алфавита обозначают углерод и никель в маркировке легированных сталей?

1.Углерод – «У», никель – «Н».

2.Углерод – «С», никель – «Л».

3.Углерод не обозначают буквой, никель – «Н».

Для чего в сталь вводят легирующие элементы?

1.Для придания стали специальных свойств.

2.Для улучшения свариваемости.

3.Для снижения содержания вредных примесей (серы и фосфора) в стали.

Какие химические элементы в металле сварного шва в наибольшей степени снижают пластические свойства?

Укажите, какие газы, из перечисленных, относятся к инертным?

Как влияет высокое содержание серы и фосфора на свариваемость сталей?

2.Повышает свариваемость при условии предварительного подогрева стали.

3.Способствует появлению трещин и ухудшает свариваемость.

Как влияет увеличение объема наплавленного металла на величину деформации основного металла?

1.Уменьшает величину деформации.

2.Не влияет на величину деформации.

3.Увеличивает величину деформации.

Какие сварочные деформации называют остаточными?

1.Деформации, появляющиеся после сварки.

2.Деформации, оставшиеся после сварки и полного остывания изделия.

3.Деформации, образующиеся под действием эксплуатационных нагрузок.

От чего зависит величина деформации свариваемого металла?

1.От склонности стали к закалке.

2.От неравномерности нагрева.

3.От марки электрода, которым производят сварку.

Какой линией изображают видимый сварной шов на чертеже?

Чем выявляются дефекты формы шва и его размеры?

2.Металлографическими исследованиями макроструктуры.

3.Измерительными инструментами и специальными шаблонами.

Укажите основные причины образования прожога.

1.Завышен сварочные ток относительно толщины свариваемого металла.

2.Низкая квалификация сварщика.

3.Большая сварочная ванна, а следовательно, и ее масса.

Какие требования предъявляются к качеству исправленного участка шва?

1.Те же, что и к основному шву.

2.Дополнительные требования, предусмотренные нормативно-технической документацией.

3.Специальные требования, предусмотренные нормативно-технической документацией.

Назовите основные внутренние дефекты сварных соединений при дуговой сварке.

1.Трещины, непровары, поры, шлаковые включения.

2.Подрезы, прожоги, наплывы, свищи, несплавления.

3.Незаваренные кратер, несплавления, нарушение формы шва.

Какая из углеродистых сталей, охлаждающихся с одинаковой скоростью, имеет более высокую пластичность?

1.Сталь с 0,2% углерода.

2.Сталь с 0,4% углерода.

3.Сталь с 0,6% углерода.

Что является сырьем для получения ацетилена?

Для управлением глубиной провара свариваемых поверхностей необходимо:

1.Наклонить электрод на подходящий угол.

2.Сварку шва вести с правого края заготовки.

3.Сварку шва вести с очень низкой скоростью.

Вентиль ацетиленового баллона изготовляют:

Какой буквой русского алфавита обозначают алюминий и медь в марке стали?

1.Алюминий – «А», медь – «М».

2.Алюминий – «Ю», медь – «Д».

3.Алюминий – «В», медь – «К».

Укажите максимальное напряжение, к которому должно подключаться сварочное оборудование?

Укажите название узла преобразователя, на котором образуется постоянный ток.

Оценки: «5» - 0-2 ошибки; «4» - 3-6 ошибок; «3» - 7-9 ошибок.

Разработала преподаватель спецдисциплин Парыгина Л.В.

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

КОНФЛИКТ ПОКОЛЕНИЙ И ПРОБЛЕМЫ ИЗУЧЕНИЯ ПРЕДМЕТОВ ГУМАНИТАРНОГО ЦИКЛА

Понятие “поколение” является родовым по отношению к таким понятиям, как потомки (рожденные от одного предка), ровесники (рожденные в один и тот же год), сверстники (имеющие сходный образ жизни), когор.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО МОДУЛЯ ПМ.01 Обслуживание и эксплуатация технологического оборудования профессионального цикла основной профессиональной образовательной программы по специальности 240113 Химическая технология органических веществ

Рабочая программа разработана на основе Федерального государственного стандарта среднего профессионального образования по специальности 240113 Химическая технология органических веществ, утвержденной .

Мастер - класс "Педагогические приемы в преподавании предметов гуманитарного цикла"

Педагогические приемы - это основа успешного обучения и способность преподавателя постоянно совершенствовать современный урок, находить новые подходы в обучении студентов, повышать познавательны.

Тест по предмету "Правовое обеспечение профессиональной деятельности"

Итговый тест по предмету "Правовое обеспечение профессиональной деятельности".

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО МОДУЛЯ ПМ.01.Монтаж приборов и электрических схем систем автоматики для профессии среднего профессионального образования «профессиональный цикл» основной профессиональной образовательной программы СПО подготовки кв

Рабочая программа профессионального модуля (далее программа) - является частью основной образовательной программы (далее - ПООП) в соответствии с федеральным государственным стандартом (далее - ФГОС) .

Формирование общих профессиональных компетенций при изучении дисциплин (предметов) общеобразовательного цикла

В статье рассматривается вопрос о возможности формирования общих профессиональных компетенций при изучении предметов (дисциплин) общеобразовательного цикла, приведены конкретные примеры заданий профес.

Задачи, используемые для закрепления материала, при изучении предметов по подготовке водителя категории «С» базового, специального и профессионального циклов.

Надеюсь, что предложенный материал, возможно пригодится коллегам, возможно натолкнёт на какие-нибудь интеросные творческие мысли, да и просто окажется полезным.

Сварка плавлением. Шесть основных видов по источникам теплоты, их характеристика и применение

Под термином «сварка плавлением» подразумевается термический процесс, проводимый способом оплавления соединяемых поверхностей без их сжатия с добавлением расплавленного присадочного металла (вводится при необходимости в сварочную ванну к основному металлу).

Сварка подходит для всех металлов и сплавов, включая те, которые при нагреве сразу принимают жидкое состояние (бронза, сплавы литейные магния и алюминия, чугун). Можно использовать для соединения неметаллических материалов – керамики, стекла, графита.

ГОСТы

Термины, определения, требования и другие сведения, касающиеся сварки плавлением, прописаны в ГОСТах, которые обязательны к выполнению. Перечень некоторых стандартов:

Виды и характеристика

Сварка плавлением относится к термическому классу и включает формы, выполняемые с применением тепловой энергии.

В зависимости от источника нагрева существуют следующие виды:

Дуговая

Электродуговая сварка – распространенный вид. Применяется в быту, мелкомасштабном производстве, промышленности. Ее действие основано на получении тепла с помощью дугового разряда, который возникает между электродом и свариваемым металлом. Источник энергии – постоянный или переменный ток.

Под воздействием тепла торец электрода и кромки соединяемых деталей расплавляются, образуется сварочная ванна, некоторое время находящаяся в расплавленном состоянии. Сварное соединение образуется после затвердевания металла.

Виды дуговой сварки зависят от факторов:

типа дуги – прямого действия (зависимая) или косвенного действия (независимая);
степени механизации процесса — ручная, полуавтоматическая, автоматическая;
вида тока и полярности — постоянный ток прямой (на электроде – минус) или обратной (на электроде – плюс) полярности или переменный ток;
степени защиты участка проводимых работ от атмосферного воздействия – без защиты (голый или со стабилизирующим покрытием электрод), с защитой (шлаковой, шлакогазовой, газовой, комбинированной);
свойств электрода – сварка плавящимся или неплавящимся электродом.

Плавящимся электродом

Является разновидностью дуговой сварки, при которой электрод расплавляется и служит присадочным материалом. Образование сварного шва происходит в результате расплавления электрода и кромок металла.

Плавящиеся электроды бывают медными, стальными, алюминиевыми.

Неплавящимся электродом

Это процесс, выполняемый с использованием не расплавляющегося во время сварки электрода. Заполнение шва происходит металлом свариваемых деталей. Неплавящиеся электроды представляют собой стержни из электропроводящего материала (угольный, вольфрамовый или графитовый).

Действие требует введения в сварочную ванну присадочной проволоки. При работе с химически активными металлами используют сварку в защитных газах (аргон, гелий, их смесь). Способ находит применение в нефтеперерабатывающей, химической, пищевой, теплоэнергетической, автомобилестроительной сферах. Подходит для соединения цветных металлов и наплавки твердых сплавов.

Электрошлаковая

Источником нагрева служит тепло, которое выделяется в жидкой ванне при прохождении электрического тока через расплавленный шлак (флюс).

Принцип действия заключается в прохождении электрического тока по электроду, расплавленному шлаку, основному металлу. Этим обеспечивается расплавление базисного и присадочного металлов и специального флюса, постоянно поступающего в ванну.

по виду электрода (проволочный, пластинчатый, плавящийся мундштук);
по числу электродов (одно-, двух-, многоэлектродная);
по наличию колебаний электрода (без колебаний, с колебаниями).

Электрошлаковый способ сваривания применяют при соединении деталей, имеющих толщину 15-600 мм.

Лазерная

Для нагрева используется энергия излучения лазера. Процесс состоит в расплавлении кромок металла лазерным лучом. Его образование происходит от источника света, получаемого вследствие излучения фотонов возбужденными атомами.

Поток лазерного излучения направляется в фокусирующую систему, превращается в пучок меньшего размера и отправляется на свариваемые детали. Луч проникает в материал, поглощается, нагревает его и расплавляет, в результате чего формируется сварной шов.

Применяется для соединения нержавеющей стали, титана, алюминия, элементов автомобилей, в радиоэлектронике, электронной технике. Точечная сварка — при ремонте оправ очков, ювелирных украшений.

Газовая

Источник нагрева — тепло пламени газов, сжигаемых в кислороде, с использованием горелки. Выделяемое тепло оплавляет поверхность свариваемых деталей и присадочный материал, образуя сварочную ванну – металл шва в жидком состоянии.

Виды горючих веществ, смешиваемых с кислородом:

Благодаря медленному и плавному нагреву металла, газовую сварку применяют для соединения деталей из чугуна, цветных металлов, инструментальной стали. Используют для твердой пайки, наплавочных и ремонтных работ.

Плазменная

Нагрев осуществляется с помощью сжатой дуги. Энергоносителем служит электрический разряд. Источник нагрева – плазма, высокотемпературный ионизирующийся газ. Для самопроизвольной ионизации необходима температура более 5500° С.

Принцип действия плазменной сварки основан на процессе расплавления металла потоком плазмы, генерируемым сжатой дугой, расположенной в плазмотроне. Дуга обдувается газом, который нагревается и ионизируется. В результате заряженные частицы газа превращаются в направленный поток плазмы, который выдувается соплом плазмотрона.

Применяют в приборостроении, авиационной промышленности, для соединения молибдена, вольфрама, сплавов никеля, нержавеющих сталей.

Благодаря глубокому проплавлению металла, возможна сварка листовых металлов с толщиной до 9 мм.

Электронно-лучевая

Источник нагрева – энергия ускоренных электронов сфокусированного электронного луча, который формируется электронной пушкой. Процесс сварки проводится в вакуумной камере с помощью электронного луча.

Плавление металла происходит вследствие энергии, полученной в результате интенсивной бомбардировки быстро передвигающимися в вакууме электронами места сварки. Кинетическая энергия электронов после их удара о поверхность деталей превращается в тепловую. Металл плавится, и образуется сварочный шов.

Ручная электродуговая сварка: принцип действия, базовые основы технологии выполнения, техника безопасности

Сварка – создание неразъёмного соединения путём установления межатомных связей между соединяемыми предметами при нагревании. Проще – когда атомы свариваемых кромок, расплавляясь и перемешиваясь в месте соединения, образуют сварной шов. Сваривают металлы и неметаллические материалы: стекло, пластмассу и другие.

Процесс дуговой сварки – плавление материала в месте соединения деталей. На электрод подаётся электрический ток, между ним и свариваемым металлом при контакте возникает электрическая дуга, в зоне которой материал оплавляется, образуя сварочную ванну.

Виды электродуговой сварки

По уровню автоматизации электродуговая сварка подразделяется на четыре вида:

ручная;
механизированная – применяются средства автоматизации, но участие сварщика обязательно;
полуавтоматическая – процесс автоматизирован, но детали двигает рабочий;
автоматическая – работа автоматизирована, оператор контролирует ход процесса.

Классификация и способы

Электродуговая сварка классифицируется по методу защиты сварочной ванны:

не защищена – процесс происходит при свободном доступе воздуха;
в вакууме – воздух откачивается;
шов делается в защитном газе – инертном или активном;
процесс под флюсом – жидкий металл защищается от воздуха расплавленным шлаком, образующимся при плавлении флюса;
комбинированные способы защиты.

По виду тока подразделяется на сварку:

переменным – от трансформатора;
постоянным – от сети с помощью выпрямителя или генератора;
импульсно-дуговым – электричество подаётся импульсами, это позволяет контролировать дугу при условии регулирования тока.

Разновидности

Типы процессов различают по типу дуги:

прямого действия – возникает между электродом и свариваемой деталью;
косвенного действия – дуга горит между анодом и катодом, а металл не входит в электрическую цепь;
дуга горит между плавящимися электродами и соединяемыми кромками, электропитание переменным трёхфазным током;
сжатая дуга – радиус горения ограничивают подающиеся к месту сваривания струи газа.

Электроды бывают плавящимися (стальными, чугунными, алюминиевыми, медными) и неплавящимися. Первые выполняют и функцию присадочного материала. Для ручной дуговой – электроды в виде стержней круглого сечения различного диаметра. Состав материала обмазки выбирается в зависимости от металла свариваемых частей и особенностей техпроцесса.

Ручная дуговая сварка

Параметры ручной электродуговой сварки указаны в межгосударственном стандарте ГОСТ 5264-80, действующим взамен принятого в СССР в 1981 году ГОСТ 5264-69. В нём учтены:

тип соединения;
форма подготовленных кромок;
характер сварного шва;
поперечное сечение шва и кромок;
толщина свариваемых деталей.

ГОСТ регламентирует предельные отклонения в сочетаниях вышеперечисленных признаков. Требования ГОСТ 5264-80 не распространяются на сварные соединения стальных трубопроводов, для них – ГОСТ 16037-80.

Принцип действия

Источником нагрева соединения является сварочная дуга – концентрированная лучистая энергия в промежутке между электродом и изделием. Питание происходит от трансформатора при переменном токе или преобразователя – при постоянном. От источника питание подаётся проводами на электрод, зажатый в держателе, и на изделие. При контакте между ними возникает дуга. Шов образуется от расплавления электрода и соединяемой кромки.

Создание дуги

Дуга возникает от нагревания торца электрода, являющийся в электрической цепи катодом. Он соприкасается с изделием, цепь замыкается. При прохождении тока через контакт с большим сопротивлением выделяется большое количество тепловой энергии. При отрыве электрода на расстояние 1-2 миллиметра зажигается дуга, и начинается термоэлектронная эмиссия. Зажигание и горение возможны при наличии трёх компонентов:

Электрический источник питания, у которого напряжение холостого хода выше напряжения дуги.
Ионизация в столбе дуги.
Реактивное сопротивление в сварочной цепи – это повышает стабильность горения.

Области сварочной дуги

Сварочная дуга включает в себя три основные зоны:

Катодная – находится между столбом дуги и поверхностью катода.
Столб дуги – между катодной и анодной зонами.
Анодная – состоит из анодного пятна и приэлектродной части. Ток в ней образуется потоком электронов из столба.

Под влиянием высокой напряжённости возле катода с его пятна вырываются свободные электроны, которые летят к аноду. За счёт бомбардировки электронов происходит интенсивное нагревание катода.

Источники питания

Трансформатор – источник питания электрической дуги. Напряжение подаваемого из сети тока изменяется регулировкой расстояния между первичной и вторичной обмоткой: приближение уменьшает индуктивное сопротивление и увеличивает ток. Удаление уменьшает его. Обмотка, подключенная к сети – первичная, к держателю и свариваемому изделию – вторичная.

Примерная стоимость трансформаторов. Яндекс.Маркет

Используемые электроды

При сварке постоянным и переменным током электроды применяют разные, маркировка первых имеет в маркировке буквенную аббревиатуру УОНИ, вторых — МР. И те, и другие покрываются специальной обмазкой для сварки сталей:

углеродистых и низкоуглеродистых конструкционных;
легированных конструкционных;
легированных теплоустойчивых;
высоколегированных с особыми свойствами;
для наплавки поверхностных слоёв с особыми свойствами.

По толщине обмазки в прямой зависимости от соотношения диаметра электрода к диаметру стального сердечника:

с тонким покрытием, соотношение меньше 1,20;
со средним, D/d между 1,20 и 1,45;
с толстым, D/d между 1,45 и 1,80;
с особо толстым, D/d больше 1,80.

По составу покрытия маркируются:

кислое – А;
целлюлозное – Ц;
рутиловое – Р;
основное – Б;
прочие – П.

Смешанное покрытие отмечается сочетанием соответствующих ему символов.

Ещё одна маркировка – по положению электрода по отношению к поверхности детали:

для всех – 1;
для всех, кроме вертикального – 2;
для нижнего, горизонтального к вертикальной плоскости сварки и вертикального снизу вверх – 3;
для нижнего и нижнего в лодочку (свариваемые поверхности под прямым углом) – 4.

Технология выполнения ручной дуговой сварки

Перед основным процессом проводят подготовительные, без которых сварной шов не будет качественным: правку, очистку, разметку, резку и сборку. Зажигание дуги между электродом и изделием выполняется в два приёма: прикосновение к поверхности, короткое замыкание, отрыв на расстояние, равное диаметру электрода. Зажигают двумя способами: впритык и чирканьем. В первом случае металл разогревается в точке, где происходит короткое замыкание, во втором – в нескольких местах.

После зажигания электродный и основной металлы начинают плавиться, на месте шва образуется ванна расплава. Задача сварщика – поддерживать длину дуги постоянной, от этого зависит качество соединения. Оптимальная длина дуги – от 0,5 до 1,1 диаметра.

Угол наклона к поверхности обеспечивает достаточную глубину плавления свариваемых деталей. Также он зависит от толщины и состава металла, диаметра электрода, толщины и вида покрытия, расположения сварки в пространстве.

Перемещение электрода

Если вести сварку вдоль линии соединения, то ширина валика зависит только от сварочного тока и скорости операции, она составит не больше 1,5 от диаметра электрода. Такие швы не обеспечивают качество сварки толстых листов металла. Крепкий шов и широкий валик получится, если вести процесс колебательными движениями электрода из стороны в сторону.

Что влияет на качество и размеры сварного шва

Эти два показателя зависят от выбора режима сварки:

диаметр и угол наклона электрода;
скорость;
напряжение на дуге;
сварочный ток.

Диаметр электрода выбирают исходя из толщины металла и типов соединения и шва. На качество шва существенно влияет длина дуги. На практике оптимальную её величину определили в 2-8 мм.

Сварочный ток устанавливают в зависимости от диаметра электрода.

Читайте также: