Ручная дуговая сварка вывод

Обновлено: 02.05.2024

Способы зажигания дуги при ручной электродуговой сварки. Неразъемное соединение металлических изделий путем местного нагревания их до расплавленного или тестообразного состояния. Техника ручной электродуговой сварки в различных пространственных положениях

Рубрика	Производство и технологии
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	20.10.2014
Размер файла	907,0 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

1. Сварка. Виды сварки. Виды сварных соединений

2. Технология ручной электродуговой сварки

3. Способы зажигания дуги при ручной электродуговой сварки

4. Перемещения электрода при ручной электродуговой сварке

5. Техника ручной электродуговой сварки в различных пространственных положениях

5.1 Ручная электродуговая сварка в нижнем положении

5.2 Ручная электродуговая сварка в вертикальном положении

5.3 Ручная электродуговая сварка в потолочном положении

6. Преимущества и недостатки ручной электродуговой сварки

Список используемой литературы

Знание закономерностей процессов, протекающих при сварке плавлением, и умение ими управлять - основа рациональной технологии сварки. Закономерности сварки плавлением излагаются в тесной связи со спецификой отдельных ее видов. Наибольшее внимание уделено дуговой сварке, занимающей ведущее положение по сравнению с другими видами сварки. Применение сварки способствует совершенствованию машиностроения и развитию таких отраслей техники как ракетостроение, атомная энергетика, радиоэлектроника и др. О возможности использования «электрических искр» для плавления металлов еще в 1753 г. говорил академик Российской академии наук Г.В. Рихман, занимавшийся исследованием атмосферного электричества. В 1802 г. профессор Санкт-Петербургской военно-хирургической академии В.В. Петров открыл явление электрической дуги и продемонстрировал возможность ее практического применения. Однако потребовались многие годы совместных усилий ученых и инженеров, направленных на создание источников энергии, необходимых для реализации процесса электрической сварки металлов. Важную роль в этих разработках сыграли открытия и изобретения в области магнетизма и электричества. В 1888 г. российский инженер Н.Г. Славянов предложил проводить сварку плавящимся металлическим электродом. С его именем связано развитие металлургических основ электрической дуговой сварки, разработка флюсов, предназначенных для воздействия на состав металла шва, создание первого электрического генератора. Затем, в 1907 г., шведский инженер О. Кьельберг разработал электроды из металлического стержня с нанесенным на него специальным покрытием, обеспечившие значительное повышение качества сварных соединений.

электродуговой сварка металлический нагревания

Сваркой называется процесс неразъемного соединения металлических изделий путем местного нагревания их до расплавленного или тестообразного (пластичного) состояния (без применения или с применением механического усилия). Существует также способ прессовой («холодной») сварки, при котором свариваемый металл не подвергается нагреву, а сварка происходит только в результате сжатия деталей механическим усилием.

Сварка является одним из способов обработки материалов сосредоточенными (концентрированными) потоками энергии. Для получения прочного соединения свариваемых частиц металла необходимо, чтобы их поверхности, соприкасающиеся друг с другом, были свободны от пленок окислов и других загрязнений.

Применяемое при сварке давление, называемое осадочным давлением, способствует свариванию, так как вызывает пластическую деформацию (осадку) металла в месте соединения. При этом разрушается поверхностный слой металла, вследствие чего имевшиеся на нем окислы удаляются из зоны сварки; частицы чистого металла вступают в тесное соприкосновение друг с другом и свариваются.

Величина осадочного давления зависит от вида металла и его температуры в месте сваривания. Для сваривания двух частиц металла в одно целое нужно сблизить их атомы настолько, чтобы между ними начали действовать силы взаимного притяжения. Это возможно при расстоянии между атомами около 4 Ч 10-8см. В металлах электроны, расположенные на внешних орбитах атомов, слабо связаны с ядрами последних. При достаточном сближении свободные электроны образуют общее электронное облако, что обуславливает их прочную связь.

Сварка осуществима при следующих условиях:

- применении очень больших удельных давлений сжатия деталей, без нагрева;

- нагревании и одновременном сжатии деталей умеренным давлением;

- нагревании металлов на месте соединения до расплавления, без применения давления для сжатия.

На рисунке 1.2 представлены основные виды сварки плавлением.

Рисунок 1 Виды сварки плавлением

Самым распространенным видом дуговой сварки является электродуговая сварка -- это вид сварки, источником теплоты для нагрева и расплава металла в котором является дуговой разряд или электрическая дуга, возникающая между свариваемыми изделиями и электродом. Дуговая сварка широко применяется для сварки металлов, таких как алюминий и его сплавы, медь, сталь, чугун.

2. Технология ручной электродуговой сварки

Для образования и поддержания электрической дуги к электроду и свариваемому изделию (рисунок 2) от источника питания подводится сварочный ток (переменный или постоянный).

Рисунок 2 Ручная электродуговая сварка

Если положительный полюс источника питания (анод) присоединен к изделию, говорят, что ручная дуговая сварка производится на прямой полярности. Если на изделии отрицательный полюс, то полярность обратная. Под действием дуги расплавляются металлический стержень электрода (электродный металл), его покрытие и металл изделия (основной металл). Электродный металл в виде отдельных капель, покрытых шлаком, переходит в сварочную ванну, где смешивается с основным металлом, а расплавленный шлак всплывает на поверхность.

Длина дуги - расстояние от активного пятна на поверхности сварочной ванны до другого активного пятна на расплавленной поверхности электрода. В результате плавления покрытия электрода вокруг дуги и над сварочной ванной образуется газовая атмосфера, оттесняющая воздух из зоны сварки для предотвращения его взаимодействия с расплавленным металлом. В газовой атмосфере также присутствуют пары легирующих элементов, основного и электродного металлов.

Шлак, покрывая капли расплавленного электродного металла и поверхность сварочной ванны, препятствует их взаимодействию с воздухом, а также способствует очищению расплавленного металла от примесей.

По мере удаления дуги металл сварочной ванны кристаллизуется с образованием шва, соединяющего свариваемые детали. На поверхности шва образуется слой затвердевшего шлака.

3. Способы зажигания дуги при ручной электродуговой сварке

Дуга зажигается кратковременным прикосновением конца электрода к свариваемому изделию. В результате протекания тока короткого замыкания и наличия контактного сопротивления торец электрода быстро нагревается до высокой температуры, при которой после отрыва электрода происходит ионизация газового промежутка и возникает сварочная дуга. Для надежного зажигания дуги сварщик должен отводить электрод от изделия на высоту 4-5 мм, так как при большем расстоянии между концом электрода и изделием дуга не возникает.

Обычно зажигание дуги осуществляется либо прямым отрывом электрода после короткого замыкания (рисунок 3 А), либо скользящим движением конца электрода (рисунок 3 Б).

Рисунок 3 Зажигание дуги при ручной электродуговой сварке

Ведение дуги производится таким образом, чтобы обеспечить проплавление свариваемых кромок и получить требуемое качество наплавленного металла при хорошем формировании. Это достигается путем поддержания постоянства длины дуги и соответствующего перемещения конца электрода.

4. Перемещения электрода при ручной электродуговой сварке

В процессе сварки электроду сообщается движение в трех направлениях.

Первое движение - поступательное, направлено по оси электрода. Этим движением поддерживается постоянная длина дуги в зависимости от скорости плавления электрода. Длина дуги при ручной сварке в зависимости от условий сварки и марки электрода должна быть в пределах (0,5-1,2)dэл. Чрезмерное уменьшение длины дуги ухудшает формирование шва и может привести к короткому замыканию. Чрезмерное увеличение длины дуги приводит к снижению глубины провара, увеличению разбрызгивания электродного металла и ухудшению качества шва как по форме, так и по механическим свойствам, а при сварке электродами с покрытием основного вида - и к порообразованию.

Второе движение - перемещение электрода вдоль оси валика для образования шва. Скорость этого движения устанавливается в зависимости от силы тока, диаметра электрода, скорости его плавления, вида шва и других факторов. При отсутствии поперечных движений электрода получается узкий шов (ниточный валик) шириной примерно 1,5 диаметра электрода. Такие швы применяют при сварке тонких листов, наложении первого (корневого) слоя многослойного шва, сварке по способу опирания и в других случаях.

Третье движение - перемещение электрода поперек шва для получения требуемых ширины шва и глубины проплавления. Поперечные колебательные движения конца электрода определяются формой разделки, размерами и положением шва, свойствами свариваемого материала, навыком сварщика. Ширина швов, получаемых с поперечными колебаниями, обычно составляет 1,5-5 диаметров электрода.

Грамотное и технически правильное перемещение электрода - главная задача и условие для получения качественного шва при выполнении сварочных работ. Важна определённая методика выполнения колебательных движений электрода, а также рациональность его перемещения. Для выполнения качественного шва существует несколько общих способов, применяемых в любых ситуациях, с помощью которых сварщик выполняет движения во время сварки. На рисунке 4 представлены основные колебательные движения:

а) Прямые по ломанной линии (зигзагообразные). Применяются для получения наплавочных валиков при сварке встык без скоса кромок в нижнем положении.

б) Полумесяцем вперед. Применяются для стыковых швов со скосом кромок и угловых швов.

в) Полумесяцем назад. Применяются для сварки в нижнем положении, а также в вертикальном и потолочном положениях.

г) Треугольником. Применяются для угловых швов и стыковых. В любом пространственном положении. Дает хороший провар корня шва.

д) Треугольником с задержкой в корне шва. Применяются для сварки толстостенных кострукций.

е) Петлеобразные. Применяется для усиленного прогревания кромок шва, особенно высоколегированных сталей.

Рисунок 4 Основные виды траекторий поперечных движений конца электрода при слабом (а, б), усиленном (е-ж) прогреве свариваемых кромок

5. Техника ручной сварки в различных пространственных положениях

Техника выполнения ручной дуговой сварки во многом зависит от пространственного положения сварного шва. При сварке различают нижнее (0-60°), вертикальное (60-120°) и потолочное (120-180°) положения (рисунок 5 (а), (б)).

Рисунок 5 Различные положения изделия при ручной электродуговой сварке

При сварке в нижнем положении электродный металл по мере его плавления переносится в сварочную ванну сверху вниз (в направлении силы тяжести), а поверхность сварочной ванны занимает горизонтальное положение. В этом случае создаются наиболее благоприятные условия для формирования шва. Сварку в нижнем положении можно выполнять всеми способами сварки плавлением. Для современного уровня развития сварочной техники характерно выполнение большинства швов в заводских условиях в нижнем положении. В условиях монтажа следует стремиться к выполнению в нижнем положении максимального количества швов, применяя для этого укрупнительную сборку и сварочные манипуляторы.

На рисунке 5.1.1 приведены различные варианты выполнения швов в нижнем положении: 1 - съемная медная подкладка; 2 - остающаяся стальная подкладка; 3 - основной шов; 4 - подварочный шов

Рисунок 5.1.1 Способы удержания сварочной ванны

При сварке односторонних швов на весу, как правило, очень трудно избежать непроваров или прожогов, поэтому для односторонних швов обычно применяют способы удержания сварочной ванны: сварка на съемной медной подкладке (Б); сварка на остающейся стальной подкладке (В); наложение подварочного шва (Г);

вырубка непровара с последующей заваркой корня шва (Д).

Сварку угловых швов в нижнем положении можно выполнять двумя способами: при повороте изделия на 45° (так называемое положение «в лодочку») и наклонным электродом (рисунок 5.1.2). Сварка «в лодочку» более предпочтительна, так как при сварке наклонным электродом из-за отекания расплавленного металла трудно предупредить подрез по вертикальной плоскости и обеспечить провар по нижней плоскости.

Рисунок 5.1.2 Техника выполнения угловых швов при ручной электродуговой сварке

При сварке в вертикальном положении кромки соединяемых элементов располагают вертикально на вертикальной плоскости. Перенос дополнительного металла в сварочную ванну обычно осуществляется в направлении, перпендикулярном к силе тяжести (рисунок 5.2). В связи с указанными особенностями удовлетворительное формирование шва достигается только при небольшом объеме сварочной ванны. В этих условиях силы поверхностного натяжения удерживают жидкий металл от стекания. Сварку ведут, как правило, снизу вверх. Применяется также сварка сверху вниз.

Рисунок 5.2 Ручная электродуговая сварка швов в вертикальном положении

Особенно неблагоприятные условия формирования шва наблюдаются при выполнении на вертикальной плоскости горизонтальных швов, так как расплавленный металл натекает на нижнюю свариваемую деталь.

Перенос металла с электрода в сварочную ванну осуществляется снизу вверх, то есть против силы тяжести, что препятствует нормальному формированию шва. Из-за сложности ведения сварки в потолочном положении (шов расположен над головой сварщика) и ухудшения условий дегазации ванны (пузырьки газов, всплывая, попадают в корень шва) качество металла шва снижается. Расплавленный металл в сварочной ванне удерживается от вытекания силой поверхностного натяжения (рисунок 5.3). Поэтому необходимо, чтобы вес расплавленного металла не превысил эту силу. Для этого стремятся уменьшить размеры сварочной ванны, выполняя сварку периодическими короткими замыканиями, давая возможность металлу шва частично закристаллизоваться. Применяют также уменьшенные диаметры электродов, снижают силу сварочного тока, используют специальные электроды, обеспечивающие получение вязкой сварочной ванны

Рисунок 5.3 Формирование ванны и шва при ручной электродуговой сварке в потолочном положении

Технология ручной дуговой сварки

Сущность процесса ручной дуговой сварки. Рассмотрение особенностей оборудования сварочного поста. Подготовка металлических деталей под сварку. Этапы проведения сварочных работ. Выбор режима ручной дуговой сварки. Современные техники выполнения швов.

Рубрика	Производство и технологии
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	14.12.2017
Размер файла	5,0 M

Технология ручной дуговой сварки

1. Технологический процесс

1.1 Сущность процесса ручной дуговой сварки

1.2 Оборудование сварочного поста

1.3 Подготовка деталей под сварку

1.4 Выбор режима ручной дуговой сварки

1.5 Техника выполнения швов

2. Техника безопасности

Сварка является одним из ведущих технологических процессов в машиностроении и в строительстве. Трудно назвать отрасль хозяйства, где бы не применялась сварка.

Сварка позволила внести коренные изменения в технологию производства, создать принципиально новые конструкции машин. Например, применение сварных конструкций вместо клепаных в строительстве позволило экономить около 20% металла, снизить на 5-30% трудоемкость изготовления конструкций.

Сварка универсальна: этим способом могут соединяться металлы в изделиях различных размеров при толщине соединяемого металла от сотых долей миллиметра до метров, при массе изделия от долей грамма до сотен и тысяч тонн. Размеры сварных изделий могут быть от долей миллиметра (приборы электроники) до гигантских размеров (пролетные конструкции железнодорожных и шоссейных мостов, корпуса океанских лайнеров, трубопроводы длиною в тысячи километров).

Сваркой можно соединять не только металлы, но и некоторые другие материалы (стекло, керамику, пластмассы). Возможна сварка разнородных металлов, например, стали с медью или алюминием. Можно сваривать и совершенно разнородные материалы, например металлы со стеклом.

В условиях непрерывного усложнения конструкций, неуклонного роста объема сварочных работ большую роль играет правильное проведение технологической подготовки производства, в значительной степени определяющей его трудоемкость и сроки освоения, экономические показатели, использование средств механизации и автоматизации.

Наибольший эффект технологической подготовки достигается при комплексном решении вопросов технологической обработки самих конструкций, разработки технологических процессов и их оснащения на всех этапах производства. дуговой сварка шов металлический

Поскольку разнообразны применение и характер изготовляемых изделий, освоение сварки требует знаний по металлургии и металловедению, машиностроению, электротехнике, физике, химии, прочности материалов и их свойств при различных температурах, прочности сварных конструкций, автоматизации производственных процессов, начиная с простейших автоматов и полуавтоматов и кончая работами, имитирующими рабочие приемы человека.

Наибольший объем среди других видов сварки занимает ручная дуговая сварка - сварка плавлением штучными электродами, при которой подача электрода и перемещение дуги вдоль свариваемых кромок производятся вручную.

Среди всех способов наиболее распространена ручная дуговая сварка штучными электродами, как наиболее универсальная. Способ позволяет без замены сварочного инструмента и оборудования (при правильно выбранном сварочном режиме) выполнять швы различных типов и назначения, а так же вести сварку в любом пространственном положении и труднодоступных местах.

Схема процесса показана на рисунке 1.

Дуга горит между стержнем электрода 1 и основным металлом 7. Под действием теплоты дуги электрод и основной металл плавятся, образуя металлическую сварочную ванну 4. Капли жидкого металла 8 с расплавляемого электродного стержня переносятся в ванну через дуговой промежуток. Вместе со стержнем плавится покрытие электрода 2, образуя газовую защиту 3 вокруг дуги и жидкую шлаковую ванну на поверхности расплавленного металла.

Рис. 1 Ручная дуговая сварка металлическим электродом с покрытием (стрелкой указано направление сварки)

Металлическая и шлаковая ванны вместе образуют сварочную ванну. По мере движения дуги металл сварочной ванны затвердевает и образуется сварной шов 6. Жидкий шлак по мере остывания образует на поверхности шва твердую шлаковую корку 5, которая удаляется после остывания шва. Для обеспечения заданного состава и свойств шва, сварку выполняют покрытыми электродами, к которым предъявляют специальные требования.

1.2 Оборудование сварочного поста, инструменты

Сварочный пост для ручной дуговой сварки оснащается источником питания, токоподводом, необходимыми инструментами, принадлежностями и приспособлениями.

Сварочные посты могут быть стационарными и передвижными.

К стационарным постам относятся посты, расположенные в цехе, преимущественно в отдельных сварочных кабинах, в которых сваривают изделия небольших размеров.

Передвижные сварочные посты, как правило, применяют при монтаже крупногабаритных изделий (трубопроводы, металлоконструкции, сосуды) и ремонтных работах. При этом часто используют переносные источники питания. В зависимости от свариваемых материалов и применяемых электродов для ручной дуговой сварки применяют источники переменного или постоянного тока с крутопадающей характеристикой.

Основным инструментом сварщика является электрододержатель. С его помощью осуществляются основные манипуляции в процессе сварки. От этого во многом зависит качество сварного шва.

Рис.2 Конструктивные схемы электрододержателей для ручной дуговой сварки: а - пластинчатый, винтовой, вилочный; б- пружинный; в- зажимной

Электродержатель должен выдерживать 8000 зажимов электрода, затрачивая на каждую замену не более 4 секунд. Он должен допускать возможность захвата электрода не менее чем в двух положениях: перпендикулярно и под углом не менее 1150 к оси электрододержателя. Токоведущие части электрододержателя должны быть надёжно изолированы от случайного соприкосновения со свариваемым изделием или руками сварщика. Изоляция рукоятки должна выдерживать без перебоя в течение 1мин. испытательное напряжение 1500 В при частоте 50 Гц. Превышение температуры наружной поверхности рукоятки при номинальном режиме работы не должно быть более 550С. Поперечное сечение рукоятки на длине, охватываемой ладонью сварщика, должно вписываться в круг диаметром не более 40мм. Электрододержатели должны обладать достаточной механической прочностью.

По силе сварочного тока можно определить наименьшее сечение сварочного кабеля. Кабель должен надёжно контактировать с электродо-держателем.

Щитки и маски применяются для предохранения глаз и кожи лица сварщиков от вредного влияния электрических лучей и брызг расплавленного металла. Их изготовляют по ГОСТ 1361-69 из лёгкого токонепроводящего материала (фибра, спецфанера). Масса щитка или маски не должна превышать 0,6кг. В щиток или маску вставляют специальный светофильтр, удерживаемый рамкой. Нельзя пользоваться случайными цветными стёклами, так как они не могут надёжно защитить глаза от невидимого излучения сварочной дуги, вызывающего заболевание глаз.

Светофильтры имеют различную плотность. Наиболее тёмное стекло имеет марку ЭС-500 и применяется при сварке током до 500 А; среднее - ЭС-300, для сварки током до 300 А; более светлое стекло ЭС-100 для сварки током 100 А и менее. Снаружи светофильтр защищают от брызг расплавленного металла обычным прозрачным стеклом, которое нужно 2-3 раза в месяц заменять новым. Применяют также светофильтры с изменяющейся оптической плотностью, которая позволяет не поднимая щитка вести сборочные и сварочные работы. Без дуги фильтр прозрачен, а при её зажигании за время менее 0,01 с оптическая плотность его автоматически возрастает до номинальной.

Для работы в особо вредных условиях маска сварщика может комплектоваться системой принудительной подачи очищенного воздуха. Она состоит из микровентилятора, фильтрующего элемента, аккумуляторного блока, соединительных шлангов. Система крепится на поясе сварщика со стороны спины. Воздух захватывается в чистой области и подаётся сварщику для дыхания под щиток.

При выполнении сварочных работ обязательно применение спецодежды. Она должна быть изготовлена из плотного брезента или сукна. Не должна иметь открытых карманов. Обувь должна иметь глухой верх. Рукавицы из кожи, плотного брезента или асбестовой ткани.

К дополнительному инструменту сварщика относятся:

- зажимы типа струбцин, присоединённые к обратному кабелю трансформатора. Они должны обеспечивать плотный контакт со свариваемым изделием;

- проволочные щетки для зачистки швов и удаления шлака;

- набор слесарного инструмента (клейма, зубила, молотки) для вырубки дефектных мест, клеймения швов, удаления брызг и шлака;

- сумки для хранения электродов непосредственно на рабочем месте;

- измерительный инструмент - шаблоны, угломеры;

- механические зажимные устройства: сборочные струбцины, скобы, фиксаторы, винтовые распорки и магнитные захваты;

Для прокалки электродов необходимо наличие сушильного шкафа или печи.

При подготовке деталей под сварку поступающий металл подвергается правке, разметке, наметке, резке, подготовке кромок под сварку, холодной или горячей гибке.

Основной металл и присадочный материал перед сваркой должны быть тщательно очищены от ржавчины, масла, влаги, окалины и различного рода неметаллических загрязнений. Наличие указанных загрязнений приводит к образованию в сварных швах пор, трещин, шлаковых включений, что приводит к снижению прочности и плотности сварного соединения.

Подготовка кромок под сварку

К элементам геометрической формы подготовки кромок под сварку (рис.3) относятся угол разделки кромок б, притупление кромок S, длина скоса листа L при наличии разности толщин металла, смещение кромок относительно друг друга б, зазор между стыкуемыми кромками а.

Рис.3 Элементы геометрической формы подготовки кромок под сварку (а) и шва (б): в - ширина шва, h - высота шва, К - катет шва

Для выполнения сварного шва прежде всего определяют режим сварки, обеспечивающий хорошее качество сварного соединения, установленные размеры и форму при минимальных затратах материалов, электроэнергии и труда.

Режимом сварки называется совокупность параметров, определяющих процесс сварки: вид тока, диаметр электрода, напряжение и значение сварочного тока, скорость перемещения электрода вдоль шва и др.

Основными параметрами режима ручной дуговой сварки являются диаметр электрода и сварочный ток.

Остальные параметры выбирают в зависимости от марки электрода, положения свариваемого шва в пространстве, вида оборудования и др. Диаметр электрода устанавливают в зависимости от толщины свариваемых кромок, вида сварного соединения и размеров шва.

Для стыковых соединений приняты практические рекомендации по выбору диаметра электрода d в зависимости от толщины свариваемых кромок s:

При выполнении угловых и тавровых соединений принимают во внимание размер катета шва.

При катете шва 3. 5 мм сварку производят электродом диаметром 3. 4 мм; при катете 6. 8 мм применяют электроды диаметром 4. 5 мм.

При многопроходной сварке швов стыковых соединений первый проход выполняют электродом диаметром не более 4 мм. Это необходимо для хорошего провара корня шва в глубине разделки.

По выбранному диаметру электрода устанавливают значение сварочного тока. Обычно для каждой марки электродов значение тока указано на заводской этикетке, но можно также определить по следующим формулам:

I = (40. 50)dэ , при dэ = 4. 6 мм;

I = (20 + 6dэ)dэ, при dэ6 мм,

где I - значение сварочного тока, А;

dэ, - диаметр электрода, мм.

Полученное значение сварочного тока корректируют, учитывая толщину металла и положение свариваемого шва.

При толщине кромок менее (1,3. 1,6) dэ расчетное значение сварочного тока уменьшают на 10. 15 %, при толщине кромок > 3dэ - увеличивают на 10. 15 %.

Сварку вертикальных и потолочных швов выполняют сварочным током, на 10. 15 % уменьшенным против расчетного.

Сварочную дугу возбуждают двумя приемами. Можно коснуться свариваемого изделия торцом электрода и затем отвести электрод от поверхности изделия на 3. 4 мм, поддерживая горение образовавшейся дуги. Можно также быстрым боковым движением коснуться свариваемого изделия и затем отвести электрод от поверхности изделия на такое же расстояние (по методу зажигания спички).

Прикосновение электрода к изделию должно быть кратковременным, так как иначе он приваривается к изделию, т.е. «примерзает». Отрывать «примерзший» электрод следует резким поворачиванием его вправо и влево. Длина дуги значительно влияет на качество сварки. Короткая дуга горит устойчиво и спокойно. Она обеспечивает получение шва высокого качества, так как расплавленный металл электрода быстро проходит дуговой промежуток и меньше подвергается окислению и азотированию. Но слишком короткая дуга вызывает «примерзание» электрода, дуга прерывается, нарушается процесс сварки. Длинная дуга горит неустойчиво с характерным шипением.

Глубина проплавления недостаточная, расплавленный металл электрода разбрызгивается и больше окисляется и азотируется. Шов получается бесформенным, а металл шва содержит большое количество окислов.

Для электродов с толстым покрытием длина дуги указывается в паспортах.

В процессе сварки электроду сообщаются движения, показанные на рисунке 3:

1 - по направлению оси электрода в зону дуги. Скорость движения должна соответствовать скорости плавления электрода, чтобы сохранить постоянство длины дуги;

2 - вдоль линии свариваемого шва. Скорость перемещения не должна большой, так как металл электрода не успевает сплавиться с основным металлом (непровар). При малой скорости перемещения возможны перегрев и пережог металла; шов получается широкий, толстый, производительность сварки низкая;

3 - поперечные колебательные движения применяют для получения уширенного валика шириной равной (3. 4)dэ. Поперечные движения замедляют остывание наплавляемого металла, облегчают выход газов и шлаков и способствуют наилучшему сплавлению основного и электродного металла и получению высококачественного шва. Образующийся в конце наплавки валика кратер необходимо тщательно заварить.

Рис. 4 Движение электрода в процессе сварки: 1 - поступательное (вдоль оси электрода); 2 - прямолинейное (вдоль оси шва); 3 - колебательные (поперек оси шва)

1.4 Техника выполнения швов

Техника выполнения сварных швов зависит от вида и пространственного положения шва.

Нижние швы наиболее удобны для выполнения, так как расплавленный металл электрода под действием силы тяжести стекает в кратер и не вытекает из сварочной ванны, а газы и шлак выходят на поверхность металла. Поэтому по возможности следует вести сварку в нижнем положении.

Стыковые швы без скоса кромок выполняют наплавкой вдоль шва валика с небольшим уширением. Необходимо хорошее проплавление свариваемых кромок. Шов делают с усилением (выпуклость шва до 2 мм). После проварки шва с одной стороны изделие переворачивают и, тщательно очистив от подтеков и шлака, заваривают шов с другой стороны.

Сварку стыковых швов с V-образной разделкой при толщине кромок до 8 мм производят в один слой, а при большей толщине - в два слоя и более. Первый слой наплавляют высотой 3. 5 мм электродом, диаметр которого 3. 4 мм. Последующие слои выполняют электродом диаметром 4. 5 мм.

Перед наплавкой очередного слоя необходимо тщательно очистить металлической щеткой разделку шва от шлака и брызг металла.

После заполнения всей разделки шва изделие переворачивают и выбирают небольшую канавку в корне шва, которую затем аккуратно заваривают. При невозможности подварить шов с обратной стороны следует особенно аккуратно проварить первый слой.

Стыковые швы с Х-образной разделкой выполняют аналогично многослойным швом с обеих сторон разделки.

Угловые швы в нижнем положении лучше выполнять в положении «лодочка» (рис.5, а). Если изделие не может быть так установлено, необходимо особенно тщательно обеспечить хороший провар корня шва и свариваемых кромок.

Сварку следует начинать с поверхности нижней кромки и затем переходить через разделку шва на вертикальную кромку, как показано на рисунке 5, б. При наложении многослойного шва первый валик выполняют ниточным швом электродом с диаметром 3. 4 мм. При этом необходимо обеспечить хороший провар корня шва. Затем после зачистки разделки наплавляют последующие слои.

Рис.5 Техника выполнения швов

Вертикальные швы менее удобно сваривать, так как сила тяжести увлекает капли электродного металла вниз. Вертикальные швы следует выполнять короткой дугой и снизу вверх (рис.5,в). При этом капли металла легче переходят в шов, а образующийся кратер в виде полочки удерживает очередные капли металла от стекания вниз.

Сварку можно вести и сверху вниз. При этом дугу следует зажигать при положении электрода, перпендикулярном плоскости изделия (рис.5, г). После образования первых капель металла электрод наклоняют вниз и сварку выполняют возможно короткой дугой.

Рекомендуется применять электроды диаметром 4. 5 мм при несколько пониженном сварочном токе (150-170 А). Горизонтальные швы выполняют при разделке кромок со скосом у верхнего листа (рис.5, д). Дугу возбуждают на нижней кромке и затем переводят на поверхность скоса и обратно. Сварку выполняют электродом диаметром 4. 5 мм.

Горизонтальные нахлесточные швы (рис.5, е) выполняются легче, так как нижняя кромка образует полочку, удерживающую капли расплавленного металла.

Потолочные швы наиболее трудно выполнимы и поэтому требуют высокой квалификации сварщика. Применяют электроды диаметром не более 5 мм при уменьшенном значении сварочного тока.

Следует применять тугоплавкое покрытие электрода, образующее «чехольчик», в котором удерживается расплавленный металл электрода. Дуга должна быть как можно короче для облегчения перехода капель металла электрода в кратер шва. Выбор способа и порядка выполнения сварных швов зависит главным образом от толщины металла и протяженности шва.

При сварке тонколистовой стали необходимо строгое соблюдение техники выполнения сварных швов. Особую опасность представляют сквозные прожоги и проплавление металла.

Сталь толщиной 0,5. 1,0мм следует сваривать внахлестку с проплавлением через верхний лист (рис.6, а) или встык с укладкой между свариваемыми кромками стальной полосы (рис.6, б). Во втором случае расплавление кромок должно происходить при косвенном воздействии дуги. Рекомендуются следующие режимы сварки.

Электродуговая сварка - особенности и технология проведения

Электродуговая сварка является наиболее распространенным способом соединения разных видов металлов. Этот процесс обладает универсальностью, его применяют повсеместно в производстве и в бытовых условиях.

У него имеется множество положительных качеств - простое выполнение, не требует использования дорогостоящего оборудования, сварку могут проводить даже новички в этом деле. Но все же перед тем как приступать к работе рекомендуется изучить ее основные принципы и особенности.

Что такое электродуговая сварка

Важно знать, что такое электродуговая сварка. Во время этого технологического процесса происходит расплавление примыкающих друг к другу областей двух свариваемых элементов при помощи тепла, которое поступает от электрической дуги. Сварочная ванна перемещается за электродугой. А при застывании она переходит в состояние прочного и неразъемного соединения, которое также называют сварным швом.

Технология электродуговой сварки металлов имеет характерную особенность. Расплавленная металлическая основа способна усиленно взаимодействовать с кислородом воздуха и азотом.

Для того чтобы защитить сварочную ванну обычно применяются следующие виды газов:

Аргон;
Углекислый газ;
Гелий и другие инертные газы.

Стоит отметить! Сварка электрической дугой может проводиться с применением плавящихся электродов, материал которых войдет в сварной шов, а также неплавящихся. В данных ситуациях флюсовые добавки насыпаются вдоль линии соединения в виде порошка.

Принцип электродуговой сварки

В технологии электродуговой сварки имеется несколько принципов - короткое замыкание и пробой. Именно на последний показатель стоит обратить повышенное внимание.

В данном случае за основу берется пробой диэлектрика, который возникает при наполнении межатомного пространства частицами с электрическим зарядом. Ионы создают положительные заряды, а электроны - отрицательные. В некоторых ситуациях пробой возможен для любых диэлектриков. Но вот что касается электродуговой сварки металлов, то во время нее применяется пробой воздушного пространства между электродом и массой.

Во время сварки на электроде создается заряд тока с низким показателем напряжения, но с высокой силой - примерно 80-200 А. Также наблюдается огромная плотность - несколько тысяч А/м 2 .

В момент касания электрода массы, а именно другого материала с высокими показателями электропроводности при сваривании металлических конструкций, то может возникнуть короткое замыкание, которое создает электрическое поле с высокой мощностью. Именно в нем возникает пробой.

Виды и способы

Электрическая дуговая сварка имеет несколько разновидностей. Каждая из них обладает некоторыми отличительными особенностями, которые оказывают влияние на качество и вид сварного соединения.
Выделяют следующие виды электродуговой сварки:

Ручная электродуговая сварка. Во время нее используется только ручная сила человека без механизмов;
Механизированного вида. Во время процесса используется механизация при подаче проволоки в область сваривания, а часть работы производится ручной силой;
Автоматического типа. Сварка осуществляется в автоматическом режиме. Специальное оборудование самостоятельно подает дугу, регулирует показатели ее длине, перемещение.

Технологический процесс электродуговой сварки также разделяется на способы:

Пучком. Во время сварки производится связывание в пучок нескольких электродов, сваривание их торцов и установка в держателе. Используется больший диапазон токов и можно самостоятельно увеличивать показатели производительности.
Сварка лежачим электродом. Во время этого процесса может производиться укладка с длиной от 50 до 120 см с обмазкой в разделанный стык или угол. На него помещается медный брус с продольной канавкой. После этого заготовка и электрод подсоединяются к источнику тока. Угольный стержень поджигает дугу, которая уходит под область бруска. Она перемещается по стыку, расплавляет рабочий элемент и сваривает кромку. В результате этого получается сварное соединение.
Сварка наклонным электродом. Данный метод проводится для повышения производительности. Во время него электрод фиксируется в зажиме с обоймой, которая перемещается под своей массой по стойке. В момент зажигания дуги, электрод оплавляется, а обойма опускается вниз.

Виды аппаратов

Обычно при проведении электродуговой сварки используется простой сварочный аппарат - трансформаторный. Он работает по принципу обычного трансформатора, понижает напряжение и повышает ток. Данное устройство варит при помощи переменного тока.

Однако трансформаторное сварочное оборудование неудобное, оно обладает огромными размерами. По этой причине могут возникнуть проблемы с его перемещением. Для этих целей требуется специальное приспособление на колесиках.

Если требуется мобильный сварочный аппарат для электродуговой сварки, то отличным вариантом будет инвертор. Данное оборудование первым делом преобразует переменный ток от бытовой сети в ток с высокой частотой. А уже после этого оно переводит его в постоянный. Кроме этого устройства этого вида имеют небольшую массу, компактные габариты.

Инверторное сварочное оборудование для электродуговой сварки помогает добиться максимальной стабильности дуги. Именно это оказывает положительное воздействие на качество шва. Кроме этого устройство позволяет использовать разные режимы - с прямой и обратной полярностью.

Особенности проведения работ

Электродуговая сварка чугуна и других видов металла должна проводиться правильно. Соблюдение всех принципов и правил позволит получить прочный и качественный сварной шов.

Технология ручной электродуговой сварки включает несколько особенностей:

На начальном этапе производится зачистка и обезжиривание заготовок, может выполняться их разрезание. К ним требуется приставить раскаленный электрод. Торцевая часть электрода делит область поверхности свариваемого элемента на ионы и электроны;
Для того чтобы сварка была быстрее, а результат был качественным, на поверхность сварного материала (электрода) следует нанести специальные элементы. В качестве него рекомендуется использовать кальций, калий, натрий. Они ускоряют разделение металла на частицы;
Сварочный процесс может осуществляться с использование открытой или закрытой дуги. В открытом состоянии в металлическую основу будет проникать много азота, это окажет пагубное влияние на структуру сварного шва. Для снижения этого негативного воздействия на электроды требуется нанести слой металла. В условиях промышленности наиболее оптимальным вариантом будет использование закрытого метода, при его проведении зона сварки будет защищена от воздействия кислорода;
Далее необходимо установить электрод в оборудование для электродуговой сварки - инвертер. При помощи конца прута требуется провести два раза по торцам свариваемых металлических компонентов - это произведет разжигание дуги. После того как будет включен сварочный аппарат необходимо установить ток на требуемом уровне;
Во время сварочного процесса электрод опирается на поверхность свариваемых деталей и медленно водится по области зазора. В сварочную ванну поступает жидкий металл, который во время застывания образует прочный и ровный сварной шов. Использование специальной технологической карты позволит точно рассчитать мощность, ток и продолжительность воздействия дуги;
Сваривание вертикальных швов производится при помощи дуги. Уровень угла соприкосновения электрода и свариваемой поверхности должен быть прямым. Допускается небольшое отклонение на 10 градусов;
Чтобы предотвратить наплавление жидкого металла в одной области может применяться техника елочки, треугольника или многослойное прохождение тонкой дуги.

Важно! Сварщик во время электродуговой сварки обязательно должен соблюдать все правила и этапы. Каждый метод сваривания подбирается в зависимости от используемого металла и условий проведения сварки (в промышленных или бытовых условиях).

Меры безопасности

Во время проведения электродуговой сварки обязательно следует соблюдать следующие меры безопасности:

Обязательно требуется надевать защитную форму и обувь из плотного материала. Данные средства смогут защитить тело от раскаленного металла, который может вызвать сильные ожоги. Рукава требуется плотно застегнуть, на кисти рук надеваются перчатки.
Если нет защитной формы, то вместо нее можно воспользоваться хлопчатобумажной одеждой.
От яркого света и искры от раскаленного металла лицо и глаза необходимо закрыть защитной маской.
Сварочные работы должны выполняться в проветриваемых помещениях.
Перед началом работ рекомендуется подготовить воду или огнетушитель. Раскаленные частицы металла, искры могут привести к пожару, поэтому все средства для его предотвращения должны быть под рукой.

Обратите внимание! Технику безопасности обязательно нужно строго соблюдать. Если этого не делать, то во время сварочного процесса можно по неосторожности получить серьезные травмы.

Электродуговая сварка является популярной технологией, которая отлично подходит для сваривания разных видов металлов. Проведение процесса должно осуществлять правильно с соблюдение важных принципов. Работу требуется делать все поэтапно, это позволит подучить ровный и прочный шов. Но не стоит забывать про необходимые меры безопасности, которые защитят от травм и помогут сделать все правильно.

Интересное видео

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.

Читайте также: