Ручная дуговая сварка средней сложности деталей

Обновлено: 20.09.2024

Чтобы получить качественный сварной шов и надёжное соединение, важно понимать параметры режима сварки, уметь выбирать их и ими управлять. В статье вы найдете основные критерии которые входят в режимы и какие особенности у каждого из них.

Основные параметры режима сварки

Основные параметры режима сварки – его основополагающие критерии по энергетической и механической составляющим процесса:

сила, вид и полярность электрического тока;
напряжение на сварочной дуге;
количественное и качественное описание штучного электрода;
способ перемещения электрода;
количество отдельных проходов при сварке.

Каждый из них следует рассмотреть более подробно.

Величина тока

Основные параметры ручной дуговой сварки начинаются именно с силы электрического тока на сварочной дуге. От неё зависят одновременно скорость перемещения дуги, глубина провара основного металла и общее качество готового шва.

Величина сварочного тока подбирается по фактическому диаметру расходуемого электрода, который прямо пропорционально связан с толщинами свариваемых заготовок. Также на неё влияют пространственное положение электрода, его тип (химический состав), вид и полярность тока.

Если значение будет слишком малым, полноценного провара не получится, возможно образование трещин. Если значение окажется завышенным, не миновать брызг из-за значительной энергии на дуге и в ванне расплавленного металла.

Род и полярность тока

При выборе режима ручной дуговой сварки учитываются род и полярность сварочного тока. При одной величине тока и разных полярностях будет достигаться разное качество шва.

РДС обычно выполняется на постоянном токе. Переменный ток приводит к снижению качества результата.

На прямой полярности

Полярность прямая: электрод подключён к «минусу», а свариваемые кромки – к «плюсу».

При этом режиме качественно свариваются большие толщины металла – из-за повышенной степени нагревания заготовок (больше, чем электрода). Остальные параметры сварки – без изменений.

На обратной полярности

Полярность обратная: электрод подключён к «плюсу», а свариваемые кромки – к «минусу».

С ней удобно варить тонкий металл – из-за пониженной тепловой энергии прожоги возникают гораздо реже.

Напряжение дуги

Технологические параметры сварки не будут полными без учета напряжения на дуге. Типовые значения – от 18 до 45 Вольт.

Основной параметр, связанный с напряжением – длина дуги. Чем короче дуга, тем меньше требуется U и тем меньше тепла будет введено в основной металл.

Сварочная ванна становится больше – но не глубже, появляется вероятность неполного провара.

При короткой дуге с постоянной длиной напряжение будет находиться в районе 20 В – это универсальный показатель.

Тип и марка электрода

Режимы сварки обязательно включают указание и сведения о используемой марки электродов.

Суть заключается в подборе такого химического состава прутка и его обмазки: в ходе расплавления основного и присадочного металлов происходит большое количество химических реакций, в результате чего образуемые вещества кристаллизуются в сварной шов.

Необходимо обеспечивать химический состав металла близкий по составу к основному.

От этого зависят физические и механические свойства соединения. Существуют устоявшиеся сочетания типовых электродов, типа шва и материалов.

Выпускаются электроды для конструкционных, легированных, теплостойких, специальных сталей, они отличаются в основном типом защитного покрытия:

основное: для получения высокопрочного металла при создании ответственных изделий;
кислое: оптимальный тип для низкоуглеродистой стали;
рутиловое: сварку допускается вести прямо по ржавчине
целлюлозное: защищает ванну в разных пространственных положениях, обеспечивая слабое разбрызгивание.

Диаметр электрода

Режим сварки включает в себя также диаметр электрода. Он задаётся с учётом условий создания шва и удобства манипуляций сварщика.

Чем больше толщина заготовок, тем больший диаметр электрода можно применить. В таблице ниже Вы можете ознакомиться с соотношением толщины и диаметра электродов.

Для отдельных корневых проходов многослойных соединения оптимальны прутки до 2,5; 2,6; и 3 мм. При этом первый, коренной, валик варится диаметром до 3 мм, а дальше можно брать повышенный диаметр.

При работе в нижнем и вертикальном положениях масса электрода почти не важна. Сваривание потолочного шва требует минимальной массы в руке, поэтому диаметр тут нужен минимальный.

Также минимальный диаметр электрода важен еще и тем, что им наплавляется небольшое количество металла, которое быстро кристаллизуется, не стекает, а следовательно не образуются наплывы.

Имеет значение и тип обрабатываемого материала. К примеру, для сваривания чугунов рекомендуется малый диаметр электрода – из-за образования небольшой по площади ванны, что вносит минимум паразитного тепла.

При предварительной разделке кромок размер шва увеличивается, подготовка (включая степень подготовки поверхности) и сам процесс сварки усложняется, но это обеспечивает провар изделий большой толщины свыше 5 мм.

Взаимосвязь силы тока и диаметра электрода

Выбор параметров режима является целым делом – из-за взаимосвязанности отдельных величин. Так, если некорректно подобрать диаметр электрода при определённой силе тока, возможны непровар или прогорание металла.

«На глаз» можно выбирать по следующим соотношениям:

диаметр прутка 3 и менее мм: рекомендуется сила тока величиной в интервале от 60 до 95 А;
ф = 4 мм: от 100 до 190 А;
ф = 5 мм: от 160 до 240 А;
ф = 6 и более мм: от 250 до 350 А.

На фактическую работу здесь уже влияют пространственное положение и скорость сварки.

Силу тока лучше всего подбирать, выполняя сварку на небольшом пробном образце.

Скорость

При ручной дуговой сварке свой вес имеет скорость перемещения электрода. Основное, на что влияет этот критерий – степень заполнения расплавленным металлом образуемой ванны:

малая скорость приводит к образованию потёков металла (особенно при потолочном и вертикальном положениях) сбоку или прямо перед дугой – это гарантирует грубую чешуйчатость шва или даже наплывы;
высокая скорость сварки – отсутствие полноценного расплавления металла в области кромки и образование непроваров и трещин.

Считается нормальной скоростью, если перемещать электрод на уровне до 40 метров в час.

Дополнительные параметры

Выбор режимов сварки зачастую завершается уже описанными критериями. Для организации максимальной степени качества готового шва к основным параметрам режима сварки следует добавить ещё несколько не таких известных сварщику-новичку.

Помимо указанных далее критериев электрода и сварного шва нужно также не забыть степень очистки заготовок под сварку (удаление загрязнений, подготовка геометрии кромок).

Траектория движения электрода

Для ручной дуговой сварки характерно большое количество вариантов перемещения плавящегося электрода. В процессе сварки специалист контролирует траекторию его движения – для получения определённого результата.

Движение строго поступательное сводит контроль к расстоянию между прутком и кромками – и как следствие напряжении и силе тока на дуге. Важно смещать электрод равномерно, без «скачков». В ходе этого образуется валик присадочного металла. Он должен быть сформирован одинаковым в поперечном сечении.

Смещение в поперечном направлении ведёт к образованию более широкой сварочной ванны, связывающий свариваемые кромки. Ширина этих смещений обычно не превышает 4-5 диаметров плавящегося электрода.

При комбинировании этих компонентов получаются разные траектории, результатом которых является определённый уровень качества с учётом типа металла, его толщины и режима дуговой сварки. На рисунке ниже приведены различные виды перемещения электрода для разных положений.

Толщина электродного покрытия

Среди параметров режима ручной дуговой сварки этот показатель часто упускается – несмотря на сильную связь с диаметром электрода и типом его обмазки.

Толщиной называют соотношение внешнего диаметра электрода к диаметру металлического прутка. Это понятие определяет конструкцию, которых бывает целых 4 вида:

тонкая: при соотношении от 1,2;
средняя: 1,45 и более;
толстая (называется «качественной»): до 1,8;
особо толстая: более 1,8.

Выражается параметр в устойчивости горения дуги, возможности изменения химического состава шва и степени защиты от атмосферного воздуха.

Это определение не так сильно контролируется – чаще всего в технологии прописан конкретный электрод, для которого уже выполнены все проверки.

Вылет электрода

В режимы ручной дуговой сварки покрытыми электродами это понятие обычно не входит, так как оно больше относится к механизированному способу. Однако если разобраться, для штучного электрода это тоже справедливо.

Суть заключается в постепенном снижении длины прутка в ходе сварки. Это отражается на электрическом сопротивлении металла как звена энергоцепи, повышении нагрева электрода и постоянном изменении напряжения и силы тока.

Оптимальное качества шва отмечается при сварке первой половиной электрода, дальше начинается ускорение горения и падение напряжения.

Угол наклона электрода

Одним из способов эффективного контроля после регулирования расчётных параметров становится также поведение электрода, в частности – угол его наклона к свариваемому металлу. Взаимное положение шва и электрода влияют на глубину провара и ширину валика.

При направлении острого угла вперед глубина будет небольшой, но вырастет ширина шва. Причина – в нагнетании жидкого металла перед дугой.

При направлении острого угла назад активная зона ванны окажется позади и более активному расплавлению подвергнутся кромки металла. В результате повысится глубина провара.

Что до положения электрода относительно продольной оси шва, рекомендуется отклонение не более 10-15 градусов. Если дуга будет «поступать» сбоку, возможны наплывы расплавленного металла, что снижает качество и товарный вид.

Расположение шва в пространстве

Параметры режима ручной дуговой сварки обязательно включают пространственные условия. Возможны 4-е положения шва, которые обозначаются на упаковке и в инструкциях соответствующим образом.

Каждый из них отличается сложностью и необходимой техникой исполнения:

нижнее: наиболее простое, дуга подводится сверху, видимость и удобство максимальные, шов можно без труда контролировать;
горизонтальное: шов выполняется по горизонтальной линии на вертикально установленных заготовках, здесь нужны подготовка кромок и профилактика вытекания расплавленного металла из ванны;
вертикальное: шов выполняется по вертикальной линии, вопрос выхода металла из ванны ещё острее, что решается применением специальных обмазок и сваркой на короткой дуге;
потолочное: дуга подаётся снизу вверх, что приводит к самым тяжёлым условиям труда сварщика, в отношении ванны требуется короткая дуга и тугоплавкое покрытие электрода, это – техника не для новичков.

Если стоит задача варить в потолочном положении, то нужно использовать способ сварки с отрывом. Дуга зажигается, производится сварка буквально 1-2 сек и дуга обрывается.

Выдерживается пауза 2-3 секунды и снова производится сварка небольшого участка. Этот способ поможет заварить без вытекания сварочной ванны.

Положение электрода и манипуляции им нужно планировать также исходя и из доступного пространства.

Число проходов

Техника сварки всегда учитывает толщину металла. При значительной толщине (более 3-4 мм) рекомендуется варить в 2 и более проходов. Этим более равномерно распределяется вводимое тепло (часть его сбрасывается при технологических паузах) и одновременно снижаются внутренние деформации.

Проще всего это реализовать в нижнем положении, однако опытные сварщики производят необходимое количество проходов и в потолочном.

Суть проста: накладывается первый, корневой, валик (с полным оплавлением обеих кромок), после чего последовательно выполняются все последующие вплоть до технологического наплыва – финального валика.

При этом часто варят участками и обратно-последовательным способом – для компенсации тепловых деформаций в материалах.

Распространён каскадный способ – когда после завершения сварки на участке шва следующий валик накладывается без паузы прямо поверх предыдущего.

Наклон заготовок

Существует проблема сужения зазора между свариваемыми кромками: при подаче тепла естественным образом расширяется металл, образовывается сварочная ванна, из-за чего «доступ» к корневой области затрудняется. В результате возможен непровар и (или) сильная деформация металла.

Предотвратить это можно с помощью планирования взаимного расположения кромок. Рекомендуется «раскрытие» зазора – когда верхняя, лицевая, часть шире нижней, корневой. Оптимальная разница – около 9 градусов. При большем уклоне возможно вытекание расплавленного металла ванны.

Температура окружающей среды

Электродуговая сварка чувствительна к температуре окружающей среды, а также силе ветра. При работе под открытым небом и без защиты от ветра дугу при ручной дуговой сварке будет «сдувать», что критично отразится на качестве.

При низкой и отрицательной температуре воздуха охлаждается и свариваемая сталь. Применение другого сварочного аппарата не поможет — проблемы возникают при сильном перепаде температур, в частности – при кристаллизации металла.

Часть растворённых газов из-за повышенной скорости остывания сплава остаётся в нём, не успевают всплыть неметаллические компоненты и загрязнения – риск образования трещин и пор в мороз гораздо выше.

Работы при температуре ниже 5-10 градусов мороза нуждаются в небольшом предварительном или сопроводительном подогреве заготовок. По толщине – допускается работать без ограничений с листом до 10-15 мм.

Как подобрать сварочный ток

Перед началом фактической работы следует выбрать значение электрического тока – остальные параметры будут либо подогнаны автоматически (как напряжение, «подтягиваемое» по току), либо выстроены «по месту» (положение электрода и скорость работы).

Для бытовых и небольших хозяйственных задач расходные материалы обычно берутся из имеющихся, поэтому основная важность – у тока.

Подобрать его на скорую руку можно с помощью простой таблицы:

№	Металл, мм	Электрод, мм	Сила тока, А
1	до 2	1,6	до 48
2	до 3	2,0	до 78
3	до 3	2,5	до 90
4	до 4	3,0	до 155
5	до 6	4,0	до 190
6	до 8	5,0	до 245
7	до 25	6,0	до 315
8	до 60	8,0	до 390

Если шов становится некачественным, или неустойчиво горит дуга, следует попробовать изменить настройку – сделать немного больше или меньше.

В тех случаях когда идет сильный треск дуга горит не стабильно, ее сложно зажечь, то ток добавляем.

Если образуются прожоги металла или слишком много расплава в сварочной ванне – ток уменьшаем. Как говорилось ранее это лучше всего сделать на пробной заготовке до начала сварки.

«Отработка приемов ручной дуговой сварки простых деталей и конструкций из конструкционных и углеродистых сталей в вертикальном положении»

I. Р азвитие учебного процесса осуществляется двумя путями: медленным совершенствованием или изменения с реализацией системного подхода. В основе моего обучения лежит модульное обучение. Модули легко вписываются в любую систему и тем самым усиливают ее качество и эффективность.

II. Рабочая программа профессионального модуля - «Сварка и резка деталей из различных сталей, цветных металлов и их сплавов, чугунов во всех пространственных положениях». Программа разработана в соответствии с Федеральным Государственным Образовательным Стандартом начального профессионального образования по профессии 150709.02 Сварщик (электросварочные и газосварочные работы)

Тема урока : Практическая работа «Отработка приемов ручной дуговой сварки простых деталей и конструкций из конструкционных и углеродистых сталей в вертикальном положении»

МДК (междисциплинарный курс) 02.04. Технология электродуговой сварки и резки металла

III. На предыдущих уроках изучено: общая характеристика свариваемости низко, среднелегированных и высоколегированных сталей и условия их сварки, режимы ручной дуговой сварки, освоение приемов колебательных движений электродом…

Актуальность ФГОС определяет необходимость обеспечивать выполнение лабораторных работ и практических занятий, включая как обязательный компонент практические задания с использованием персональных компьютеров.

Эти уроки обуславливают решение таких дидактических задач как:

повторение и закрепление,

углубление и расширение ранее усвоенных знаний,

формирование новых умений и навыков,

контроль за ходом изучения учебного материала и

совершенствования ЗУН,

IV. В основе подготовки к уроку лежит реализация профессиональной и общей компетенции:

ПК 2.2 . Выполнять ручную дуговую и плазменную сварку средней сложности и сложных деталей аппаратов, узлов, конструкций и трубопроводов из конструкционных и углеродистых сталей, чугуна, цветных металлов и сплавов.

ОК 3. Анализировать рабочую ситуацию, осуществлять текущий и итоговый контроль, оценку и коррекцию собственной деятельности, нести ответственность за результаты своей работы.

Н а эффективность проведения урока повлияли методы стимулирования учебно-познавательной деятельности.

Создание ситуации успеха, в которой учащиеся добиваются хороших результатов, ведет к возникновению у него чувства уверенности в своих силах и легкости процесса обучения.

Структура урока была выдержанна в традиционных рамках. Но при этом была задана игровая оболочка – соревнование для активизации познавательной деятельности. В игровой оболочке задавалось нацеливание на дальнейшую работу на предприятии и в обществе.

Группа из 12 человек. Работа в группе организована малыми группами (по 4 уч-ся). В результате индивидуального вклада каждого достигается общая цель, поставленная перед группой, что реализует выполнение общей компетентности (ОК 3) «… осуществлять текущий и итоговый контроль, оценку и коррекцию собственной деятельности, нести ответственность за результаты своей работы».

Дифференцированные задания более интересны как с организационной, так и с дидактической точки зрения. Организационно они интересны потому, что оправдывают деление на группы, а также создают ощущения своей уникальности. Подведение итогов своей работы каждой группой позволяет намного увеличить информационную плотность занятия.

Тема урока: « Отработка приемов ручной дуговой сварки простых деталей и конструкций из конструкционных и углеродистых сталей в вертикальном положении»

Тип урока: Урок формирования и совершенствования умений и навыков

· Овладение навыками и формирование умений учащихся правильно и качественно выполнять приемы и способы сварки угловых швов в соответствии с образцом и рекомендациями;

· Формировать навыки самостоятельного контроля своих действий, прочное и осознанное усвоение изученного материала;

· Совершенствование навыков и умений по ручной дуговой сварке.

· Развитие познавательной активности учащихся в процессе обучения, самоконтроля;

· Совершенствование умений аргументировать свой выбор методов работы

· Формирование и развитие толерантной личности;

· Совершенствование умений работы в коллективе;

· Воспитание бережного отношения к оборудованию, инструментам, сырью, бдительность соблюдения требований безопасности труда

Комплексно-методическое обеспечение:

· Плакат «Классификация швов», технологическая карта выполнения углового шва, слайды-фото типичных дефектов;

· Образцы сварных соединений (стыковое, угловое, тавровое);

· Мультимедийный проектор, персональные компьютеры;

· Сварочные посты с источником питания ВКСМ-1001, балластный реостат для регулирования сварочного тока,

· Материалы: электроды УОНИИ 13/55, Ø 3 мм, металл ВСт3сп, хромоникелевый сплав 12Х18Н10Т, электроды ЦЛ-11 ГОСТ 9466-75.

Ход урока

Этапы урока

Деятельность мастера

Деятельность учащихся

Организационный момент (5 мин)

Приветствие, проверка готовности

Осмотр внешнего вида, проверка готовности к уроку

Распределение по бригадам и выбор бригадира.

Воспроизведение изученного материала (10мин)

Актуализация ранее изученного материала

Опрос по подгруппам – 6 вопросов

по 2 на каждую подгруппу

Бригадиры заполняют оценочные листы

Технический диктант из 5 вопросов на отдельных листах

Отведенное время 5 мин.

Самостоятельно ответив, студенты заносят свои баллы в оценочные листы

Осмысление содержания и последовательности применения практических действий при выполнении заданий (50 мин)

Изложение материала (15 мин)

1. Угловые швы ( плакат «Классификация швов» , образцы соединений )

2. Последовательность выполнения работы. Выдача заданий подгруппам. Зависимость выбора покрытых электродов для ручной дуговой сварки от марки свариваемого материала. Расчет режима сварки.

3. Техпроцесс выполнения сварного углового шва таврового соединения (проецирование на доске)

4. Виды типичных дефектов (показ слайдов)

Студенты дают характеристику материалам.

Использование электронный ресурс для выбора покрытых электродов.

Расчеты режимов сварки по компьютерной программе.

Последовательность операций проговаривают

Инструктаж по безопасным условиям труда (3 мин)

Студентами уже изучены вопросы безопасного ведения работ при сварке низкоуглеродистых сталей

Опрос студентов

Правила безопасности труда:

1. До начала работ

2. Во время работы

3. После выполненных работ

По 1 уч-ся от подгруппы, остальные могут дополнять ответы

Показ трудовых приемов (10 мин)

1. Сварка узким угловым швом в нижнем положении.

2. Сварка угловых швов в наклонном положении

Самостоятельное выполнение практических заданий (22 мин)

Наблюдение за правильной организацией рабочего места и соблюдение техники безопасности; за правильным выполнением основных трудовых приемов и операций

Контроль качественных показателей, предупреждение возможного брака и нарушения ТБ.

Упражнения: Сварка узким угловым швом в нижнем положении( катет до 5 мм) в тавровом соединении.

Обобщение и систематизация результатов выполненных заданий (25 мин)

Анализ результатов работы

Прием выполненных работ, учет и оценка их качества.

Ребята сами дают оценку своей работы, указывают дефекты сварного шва

Подведение итогов работы

Осуществить анализ результатов работы, анализ ошибок, допущенных студентами.

Сообщить оценки за урок, каждую из них обосновать.

Подводятся итоги соревнования и выявляется лучшая бригада

Оформление практической работы

Выдача домашнего задания

Уборка рабочих мест

План – Конспект урока

Перед началом урока, во время подготовки учащихся к уроку (переодевание в спецодежду) в мастерской

1. Здравствуйте ребята. / Преподаватель в беседе с учащимися: выясняет готовность к уроку, как должна быть одета спец.одежда(студенты одеты в спецодежду для сварщика )/

2. /Мотивация/Сегодня у нас необычный урок. Проведем его в режиме соревнования. Разделимся на три бригады, определим бригадира. Благодаря такому разделению, мы с вами будем совершенствовать умение работать в коллективе. Потому что в жизни каждого из нас присутствует какой-либо коллектив. Выходя на практику, вы будете работать в бригадах, от вашей работы будет зависеть не только ваш личный план, но и план цеха. Когда вы ходили на экскурсию на ОАО НЛМК, вам показывали стенды соревнований. Сегодня мы тоже постараемся оценить работу бригад и заполнить бланки оценочных листов.

Задача на урок: игровая оболочка

В виду того, что каждый из вас хороший сварщик, мы выберем лучшую бригаду».

Для того, чтобы мы привели мозг в действие, вспомним некоторые понятия. А для лучшей наглядности, я воспользуюсь доской и мультимедийным проектором.

/Преподаватель проводит этапы урока: актуализация и контроль знаний. Вопросы для актуализации поочередно крупно выводятся на экран. Для контроля знаний каждый студент отвечает на вопросы по компьютеру, результат виден на мониторе/

Итак, сегодня мы с вами усвоим приемы сварки угловых швов. Давайте вспомним, сколько видов швов существует? Ответ дают учащиеся : стыковые, угловые.

Давайте рассмотрим по плакату в каких соединениях применяются угловые швы. /Преподаватель показывает на плакате виды соединений и швы, а учащиеся называют их./

При ручной дуговой сварке угловыми швами выполняются угловые, тавровые и нахлесточные сварные соединения.

Тавровое соединение удобнее сваривать при положении свариваемых элементов, называемом в «лодочку». В этом случае наплавленный металл будет накладываться в желоб, образуемый двумя свариваемыми поверхностями.

При выполнении таврового соединения необходимо следить за тем, чтобы было равномерное проплавление корня шва, расплавленный шлак не затекал перед сварочной ванны (это может вызвать непровар корня шва), не допускать подреза на вертикальной плоскости и наплыва расплавленного металла на горизонтальную плоскость. Удаление расплавленного шлака выполняется уменьшением длины дуги и небольшим изменением угла наклона электрода.

Выдача практических заданий :

Металл ВСт3сп, хромоникелевый сплав 12Х18Н10Т

Дуговая сварка пластин углового соединения в различном положении сборки

Дуговая сварка пластин углового соединения в различном пространственном положении

Как легко и правильно сваривать металл электродами начинающим

Стать хорошим сварщиком — задача не из простых. Но это значит обеспечить себя востребованной, интересной и высокооплачиваемой работой. В нашей статье Вы найдете подробное и пошаговое описание сути процесса и способов как самостоятельно начать сваривать будь то забор, гараж или теплица.

Азы электросварки

Итак, подробно рассмотрим с чего лучше начать, или же дуговая сварка для начинающих.

Во-первых, вкратце разберемся с теорией сварочных работ. Чтобы понять суть процесса, прежде нужно расшифровать несколько терминов:

Сварочная дуга – это длительный электрический разряд (создающийся с помощью сварочного аппарата) существующий благодаря поддерживаемому электрическому полю, расплавляющий участок стыкуемого элемента. Температура сварочной дуги очень высока, она колеблется от 6000 до 8000 °С.

Длина дуги – это расстояние от конца электрода до изделия. Длина дуги бывает:

короткая — 1-1,5мм;
нормальная-1,5-2мм;
длинная -более 3мм.

Эффективно использование короткой дуги. Именно так обеспечиваются хорошая защита и малое тепловложение при сварке. Чем больше длина дуги, тем хуже защита и выше напряжение на дуге, а вследствие выше и температура шва.

Повышенная температура шва может привести к перегреву металла. Последующим деформациям, а в случае с легированными сталями и к выгоранию легирующих компонентов.

Электрод – металлический стержень, на который нанесен слой того или иного покрытия, улучшающий его свойства. При сварке сердечник электрода расплавляется и формирует шов. Они подсоединяются к сварочному аппарату и через него подводится ток к свариваемому элементу.

Какие же электроды применяют

с основным покрытием
с кислотным покрытием
электроды с целлюлозным покрытием
электроды с рутиловым покрытием

Подбор диаметра электродов осуществляется по таблице, предоставляемой производителем (обычно указываемой на упаковке), выбирают по толщине заготовки.

Сварочная ванна – расплавляемый при сварке участок стыкуемого элемента, где происходит смешивание частиц элемента и расплавленного электрода.

Температура сварочной ванны выше чем температура плавления свариваемого металла, обычно превышение над температурой плавления составляет 100-500°С.

Как происходит сварка плавящимся электродом

Процесс происходит таким образом: зажигается дуга, металл стыкуемой детали и электрода плавятся и перемешиваются в сварной ванне, при остывании расплавленного металла получается сварочный шов. Чем больше сварочный ток, тем глубже проплавляется металл (провар).

Дуговая сварка может осуществляться под воздействием постоянного (DC) так и переменного тока (АС).

Процесс проводимый на переменном токе на практике используется довольно редко из-за того, что горение дуги нестабильно. В основном на переменном токе сваривают толстолистовой металл, поскольку именно при переменном токе возможно получить наибольшую температуру, требующуюся для проплавления деталей.

Также незаменима в случае сваривания намагниченного металла, поскольку в данном случае использование постоянного тока исключается. Из оборудования необходим трансформатор и специализированный сварочный аппарат.

Процесс на постоянном токе наиболее распространена, поскольку сварочная дуга в процессе горит более стабильно, что позволяет получить шов при меньших трудозатратах, также при данном виде сварки образуется меньше брызг, что тоже упрощает работу сварщика. Из оборудования необходим выпрямитель или инвертор.

Обозначениями типов сварки

Зачастую, новички в сварочном деле сталкиваются с различными обозначениями типов сварки MMA, MIG, MAG, TIG. Что же значат эти буквы? Давайте поподробнее разберем каждый из перечисленных типов.

ММА — это ручная дуговая сварка плавящимся штучным электродом. Это самый простой вид сварки, используемый как в промышленности, так и в быту.

MIG — это дуговая сварка в среде инертного газа, механизированная. В качестве плавящейся присадки применяется проволока.

MАG — это дуговая сварка в среде активного газа, с плавящимся проволочным электродом.

MIG/MАG наиболее производительны по сравнению с ММА.

TIG — это дуговая сварка, неплавящимся электродом в среде инертного газа. Как видно из названия, для неё применяют вольфрамовые электроды, имеющие очень высокую температуру плавления (более 3000°С).

Перечислим основные достоинства:

Невысокая цена материалов и сварочного оборудования;
можно осуществлять в различных положениях;
Широкий спектр металлов;
Возможно проведение в стесненном пространстве;

Перечислим основные недостатки:

Сильное влияния на качество сварного шва профессионализма исполнителя;
Наличие значительного выделения вредных веществ, воздействию которых подвергается сварщик;
Невысокая производительность;
Отклонение дуги из-за намагничивания металла

Что нужно для работы инвертором

Сварочный аппарат инверторного типа или источник питания необходимый для создания сварочной дуги. Существует огромное количество различных производителей и марок инверторов, разумеется, цены на инверторы значительно отличаются.

Однако, принцип работы всех инверторов одинаков, различия существуют в вольт-амперной характеристике и качестве оборудования.

Чтобы приступить к работе необходимо:

Сварочный аппарат;
Электроды;
Маска;
Сварочные краги;
Спецодежда (роба) и спецобувь
Молоток (секач) сварщика
Щетка по металлу

Если вы в первый раз решили попробовать себя, выбирайте недорогие материалы и инструменты. Для обучения подойдет сварочный инвертор средней ценовой группы (который можно взять в аренду), электроды 3 мм и маска Хамелеон.

Как правильно сварить металл

Для правильного выполнения процесса необходимо изучить и поэтапно выполнить все операции, описанные ниже.

Также необходимо помнить, что новичку нужно в первую очередь следить за качеством работы, тщательностью выполнения операций и отработкой навыков, а не за скоростью производства работ.

Итак, первый этап – подготовка:

Собираем все необходимые инструменты и приспособления, надеваем спецодежду;
выполняем зачистку кромок детали, обезжириваем их;
подключаем электрод;
выполняем предварительную сборку на прихватки; размер прихватки может быть различным, обычно прихватки выполняют по 10-50 мм, либо в виде точек (для маленьких деталей).

Когда речь идет о работе с трубами, длина прихватки должна быть не менее 2-5 толщин стенки трубы.

Второй этап – сварка элементов. Процесс начинается с розжига дуги. Есть два основных способа:

1ый – касанием: сварочная дуга зажигается при коротком прикосновении к поверхности металла, важно сразу убрать дугу, чтобы не произошло залипание.

2ой – чирканьем: сварочная дуга зажигается при проведении (как спичкой) по поверхности металла. Данный способ предпочтителен, поскольку при нем металлу сложно залипнуть, но он не всегда применим ввиду стесненных условий.

Важный момент при сварке — это наклон электрода.

Если вы усвоите как правильно держать электрод, то сможете избежать многих неприятных последствий. Существуют три основные положения:

1.Углом вперед – сварочную дугу отклоняют от нормали на 30-60 градусов, образуя острый угол между дугой и швом. При таком положении выполняют горизонтальные, а также вертикальные швы, потолочные швы, а также выполняют стыковку труб при отсутствии возможности поворота трубы при сварке.

2. Углом назад – сварочную дугу отклоняют от нормали на 30-60 градусов, образуя тупой угол между дугой и швом. Данное положение подходит для угловых и стыковых соединений.

3. Под прямым углом – между дугой и швом образуется угол 90 градусов. Такое положение наиболее часто применимо в труднодоступных местах.

Движения электрода при сварке

Для получения качественного шва, крайне важно какими будет траектория движения.

Существуют различные способы:

Круговые или же эллиптические — при вертикальном расположении стыка. При выполнении процесса этим способом равномерно прогреваются и провариваются обе кромки. Сами круговые движения выгоняют шлак из ванны.
Движения треугольником. Движение по траектории треугольника чаще всего применяют для угловых швов. Так же как и при круговых обеспечивает хороший прогрев кромок и провар корня шва. Данный способ часто применяется при соединении деталей свыше 6мм.
Проводка электрода по z-образной траектории. Использовать лучше для деталей с толщиной стенки меньше 6мм. Характерен для выполнения процесса в нижнем положении и встык.

Положения при сварке

Различают следующие положения: нижнее, горизонтальное, вертикальное, а также потолочное.

Сложность работ при разных пространственных положениях шва значительно отличается. Самым простым считается выполнение в нижнем положении, детали находятся внизу, а сварщик над ними. Именно с таких швов следует начинать тому, кто не занимался ранее.

Потому что расплавленный металл не вытекает из сварочной ванны, что делает процесс сварки значительно легче.

Следующими по сложности считаются горизонтальные и вертикальные швы. При выполнении вертикальных и горизонтальных швов электродуговой сваркой, стыкуемые элементы находятся в вертикальном положении.

При таком положении есть риск вытекания расплава из сварочной ванны, а следовательно квалификация сварщика должна быть более высокой. Чтобы получить хороший результат при данном положении, необходимо выполнять процесс на короткой дуге, а также использовать электроды со специальным покрытием, препятствующем вытеканию металла.

При выполнении вертикального шва целесообразно вести процесс снизу вверх, дабы образовывать ступеньку, мешающую вытеканию металла. Ведение электрода сверху-вниз допустимо, но при этом возможно ухудшение качества шва за счет вытекания металла, а также не проплавления шва.

Потолочное положение считается самым сложным, ведь помимо того, что физически трудно держать над собой руку длительное время, еще и сложно обеспечить надлежащее качество шва.

Для того чтобы понять как варить потолочный шов, любому сварщику нужна практика. Для выполнения работы, которую не придется переваривать, рекомендуем выбирать электроды с основным покрытием, а также вести процесс на короткой дуге при небольшом напряжении.

Умение выполнять потолочные швы считается признаком квалифицированности сварщика.

Основные ошибки

Теперь, когда мы разобрались с основными моментами при выполнении работ поговорим о распространенных ошибках, связанных с применением электродов, а также о том, как их предотвратить.

Неумение правильно удерживать сварочную дугу. Это приводит к неравномерному расплавлению металла. Результатом становятся прожёги, грубая чешуйчатость и прочие наружные дефекты.

Применение не просушенных электродов. Это приведет к большому количеству пор. Важно хранить сварочные материалы в сухом месте.

Большая длина дуги. Данная ошибка может привести к прожогу и появлению пор.

Скорость перемещения электрода. В результате чего может образоваться непровара или наплывы. Это зависит то того быстрее или медленнее оптимального значения ведется процесс. Скорость сварки, а также силу тока сварщик индивидуально подбирает. Кто-то варит быстро и ток побольше ставит. Кто-то же наоборот более медленно ставя ток меньше. Это приходит с опытом. В начале нужно придерживаться рекомендованных значений.

Угол наклона. От угла наклона во многом зависит глубина проплавления. Углом вперед варят тонкий металл.

Советы начинающему сварщику

Перед началом выполнения работы провести подготовку.
Не забывайте произвести очистку свариваемых элементов от грязи и ржавчины, масла, краски, пыли.
Работы можно проводить только в защитном снаряжении (маска, спецодежда, спецобувь), в противном случае, весьма вероятны травмы при работе.
Подбираем электроды для каждого материала индивидуально. Не варим все подряд уонями.
Электроды просушиваем (иногда можно прогреть резаком, но лучше как положено в печи).
Особое внимание уделите выбору режима.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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

Читайте также: