Технологические особенности дуговой сварки

Обновлено: 20.09.2024

Влияние силы сварочного тока, напряжения дуги и скорости сварки на форму и размеры шва. С увеличением сварочного тока глубина провара увеличивается, ширина шва почти не изменяется (рис.5,а).

С повышением напряжения ширина шва резко увеличивается, а глубина провара уменьшается (рис.5,б). Это важно учитывать при сварке тонкого металла. Несколько уменьшается и выпуклость шва. При одном и том же напряжении ширина шва при сварке на постоянном токе (особенно обратной полярности) значительно больше, чем ширина шва при сварке на переменном токе.

С увеличением скорости сварки сначала глубина провара возрастает (до 40–60мч), а затем уменьшается (рис.5,в). При этом ширина шва уменьшается постоянно. При скорости более 70–80м/ч основной металл не успевает прогреваться, и по обеим сторонам шва возможны подрезы.

Способы выполнения швов различной длины. Короткие (до 250мм) швы выполняют «напроход» (рис.6) На рисунке стрелкой показано общее направление сварки, а стрелкой – направление выполнения отдельного участка шва.

Средние (250–1000мм) швы выполняют «от середины к краям» (рис.7). Работают два сварщика.

Длинные (свыше 1000мм) швы выполняют обратноступенчатым способом (рис.8). Швы разбивают на отдельные участки по 150– 00мм. Сварка на каждом из них ведется в направлении, обратном общему направлению сварки.

Длинные швы выполняют обратноступенчатым способом от середины к краям (рис.9), а также обратноступенчатым способом «вразброс» (рис.10). Такими способами сваривают длинные швы однопроходных стыковых соединений, первый проход многопроходных швов, а также угловые швы.

Обратноступенчатая сварка эффективно уменьшает напряжения и деформации.

Сварка толстостенных конструкций. Однослойный однопроходный шов выполняется за один проход.

При сварке металла большой толщины производят разделку кромок и швов выполняют слоями, каждый из которых накладывают за один проход (многослойный многопроходный). Многослойный шов (рис.11) обычно используется для стыковых соединений. Многослойный многопроходный шов (рис.12) чаще применяется для угловых и тавровых соединений.

Сварка за один проход предпочтительнее при ширине шва не более 14–15мм, так как дает меньше остаточных деформаций. При толщине металла более 15мм сварка каждого слоя «напроход» нежелательна, поскольку первый слой успевает остыть, и в нём возникают трещины.

На рис.13 показаны особенности выполнения подварочного (1) и декоративного (2) шва.

Для равномерного прогрева металла по всей длине швы накладывают: «двойным слоем», «каскадом», «горкой», «поперечной горкой», «блоками».

При сварке «двойным слоем» второй слой накладывают по неостывшему первому после удаления сварочного шлака в противоположном направлении на длине 200–400мм.

Рассмотрим наложение швов при толщине металла бале 15мм.

При сварке «каскадом» (рис.14,а) шов разбивают на участки по 200мм. После сварки первого слоя первого участка, не останавливаясь, продолжают выполнять первый слой на соседнем участке. Тогда каждый последующий слой накладывается на не успевший остыть металл предыдущего слоя.

Сварка «горкой» (рис.14,б) – разновидность каскадного метода.

Сначала приблизительно определяется середина шва и выполняется первый валик длиной 100–300мм, что соответствует длине шва, получаемого при расплавлении одного электрода диаметром 3–5мм. Затем с поверхности валика сварщик отступает на расстояние 200мм и проваривает корень шва в сторону первого валика с таким расчетом, чтобы его окончание оказалось на поверхности первого валика. Третьим электродом выполняют шов по поверхности первого валика. После смены электрода проваривают вновь корень шва, продолжая шов, полученный вторым и третьим электродами. После зачистки полученного шва отступают от его окончания на 200–300мм и выполняют следующий слой шва.

При этом надо обязательно учитывать, что для снижения температурных деформаций каждый последующий шов выполняют в противоположном направлении к предыдущему. Такая технология сварки деталей большой толщины позволяет при одновременном заполнении швов по длине наращивать их высоту.

После выхода металла в середине шва на уровень поверхности деталей осуществляют заварку левой и правой части шва, после чего выполняют декоративный слой.

Сваривать металл можно и двум сварщикам одновременно, но работу каждый производит от середины к краям; это позволит компенсировать температурные деформации, возникающие от работы каждого из них.

Сварка «каскадом» и сварка «горкой» – это обратноступенчатая сварка не только по длине, но и по сечению шва, причем зона сварки всегда остается горячей.

При сварке «блоками» (рис.14,в) шов заполняют отдельными ступенями по всей высоте сечения шва. Применяют при соединении деталей из сталей, закаливающихся при сварке.

Технологические особенности дуговой сварки

Дуговая сварка — самый распространенный способ сварки плавлением. Широко используемый во всех областях техники, так как позволяет создавать конструкции, отличающиеся высокой технологичностью, обеспечивает короткие сроки изготовления, ремонта, восстановления и модернизации конструкций при большой экономии труда и металла.
Дуговая сварка основана на использовании тепловой энергии электрической дуги, обладающей высокой температурой. По мере развития техники расширяется область применения дуговой сварки и повышаются требования, предъявляемые к качеству сварных соединений и швов, их долговечности.
Современные виды ручной, полуавтоматической и автоматической сварки дают возможность успешно решать задачи наиболее рационального соединения металлов. С помощью сварки можно получать соединения, прочность которых равна или приближается к прочности основного металла.
Поэтому дуговую сварку применяют при изготовлении различных изделий и конструкций, в том числе ответственного назначения, работающих при статических и переменных нагрузках, высоких давлениях и в вакууме, при высоких и низких температурах и в других эксплуатационных условиях.
Для получения сварного соединения металлов необходимы нагрев и давление, или только нагрев, или только давление. Для сварки плавлением нужен только нагрев. Сварка давлением выполняется при нагреве и давлении или только при давлении.
Все способы дуговой сварки относятся к сварке плавлением. При этом кромки соединяемых элементов (деталей) нагревают до расплавления и соединения их в жидком состоянии.
Наиболее распространены ручная сварка покрытыми электродами, автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом, ручная сварка неплавящимися электродами в защитной газовой среде, полуавтоматическая и автоматическая сварка плавящимся и неплавящимся электродами в среде инертных газов, полуавтоматическая и автоматическая сварка плавящимся электродом в среде углекислого газа.
При ручной сварке возбуждение дуги, поддержание примерно постоянной ее длины в процессе сварки, передвижение и манипулирование дугой выполняет рабочий-сварщик.
При автоматической сварке под флюсом и в защитных газах возбуждение дуги, поддержание примерно постоянной ее длины в процессе сварки, непрерывная подача электрода в сварочную ванну и перемещение электрода вдоль шва с заданной скоростью осуществляются с помощью механизмов.
Главное отличие полуавтоматической сварки от автоматической заключается в способе перемещения электрода вдоль шва. При полуавтоматической дуговой сварке электрод перемещается вдоль шва вручную, при автоматической сварке - с помощью механизмов.
К числу основных требований, предъявляемых к деталям, свариваемым автоматически, относятся чистота поверхности свариваемых кромок, тщательная подготовка стыка (постоянная величина зазора по всей длине шва), защита обратной стороны шва, доступность сварных швов применению одной или нескольких сварочных головок, линейное или круговое перемещение мундштука или изделия для получения необходимой скорости сварки.

Техника сварки

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

Рисунок 4.1. Ручная дуговая 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.

Размеры сварочной ванны зависят от режимов и пространственного положения сварки, скорости перемещения дуги по поверхности изделия, конструкции сварного соединения, формы и размера разделки свариваемых кромок и т.д. Они обычно находятся в следующих пределах: глубина до 6 мм, ширина 8–15 мм, длина 10–30 мм.

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.

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

© cyberpedia.su 2017-2020 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!

Особенности дуговой сварки

Существуют определенные особенности дуговой сварки, которые делают данный способ соединения металлов очень популярным, причем и на производственном, и на бытовом уровне. Несмотря на то, что имеются разные технологии, все они обеспечивают простоту, экономичность и эффективность.

Тем не менее, важно учитывать и слабые стороны данного метода, которые присутствуют в любой из технологий. В нашей статье мы расскажем, какие существуют особенности и виды дуговой сварки, как выбирают расходные материалы, а также поговорим о нюансах соединения различных металлов данным способом.

Для проведения дуговой сварки необходимо выполнить такие действия:

Подготовить заготовки, оборудование, а именно механическим и химическим способом удалить со свариваемых поверхностей ржавчину, остатки старой краски, любые жидкие и твердые загрязнения. Далее заготовки располагают на сварочном столе или на полу, оставляя между ними минимальный зазор, и фиксируют при помощи струбцин и иных приспособлений. Первый провод сварочного аппарата крепят на детали, другой – на держателе электрода.
Разжечь дугу за счет подачи напряжения на электрод. Последним необходимо коснуться металлической заготовки, после чего отвести его на 3 мм, чтобы загорелась дуга.
Осуществить сварку. Держатель ведут вдоль линии сварного соединения, обеспечивая неизменную скорость движения и расстояние до детали. Когда шов готов, напряжение необходимо отключить.
Провести завершающие операции. На данном этапе с соединения удаляют окалину, зачищают неровности. Также с деталей снимаются крепления, после чего можно продолжить работу с ними.

В процессе дуговой сварки учитывают особенности запланированной конструкции и материалов, из которых она состоит. Отталкиваясь от этой информации, сварщик может добавить к основному списку операций предварительный нагрев заготовок, подачу защитного газа и пр. Вне зависимости от количества этапов обработки, специалист, осуществляющий ручную сварку, должен обладать точным глазомером, хорошей координацией и твердой рукой.

Электрическая дуга обеспечивает тепло, необходимое для плавления кромок заготовок. В зоне действия дуги формируется жидкий расплав, где смешивается металл деталей. Остывая, он кристаллизуется, образуя сварной шов. Область расплава или сварочная ванна перемещается вместе с электродом и дугой по линии соединения.

Металлический стержень, выполняющий функцию электрода, покрыт специальным составом – его называют флюсом. Он плавится в результате нагрева, параллельно выделяя инертный газ, который призван защитить рабочую зону от попадания воздуха и окисления расплава. Тогда как для поддержания дуги на держатель и заготовки постоянно подают напряжение.

4 вида дуговой сварки

Сегодня чаще всего используются такие виды дуговой сварки:

1. Ручная с металлическим электродом.

Главной особенностью ручной дуговой сварки является возможность ее использования при работе с металлическими деталями в промышленности и в быту, из-за чего она считается наиболее распространенной. Данный метод позволяет соединять заготовки из различных видов сталей, чугуна, цветных металлов. Домашние мастера часто хранят подобное оборудование в гараже или на заднем дворе, чтобы при необходимости сварить забор или мангал. В состав агрегата для ручной сварки входит сам аппарат, держатель электрода и держатель массы – он фиксируется на обрабатываемом металлическом элементе.

Обычно ручную сварку проводят при помощи сварочных инверторов весом не более 6 кг, ведь современные производители предлагают богатый выбор подобной техники. Более высоким уровнем надежности отличаются сварочные трансформаторы, но нужно учитывать, что такое оборудование обладает значительной массой и стоит гораздо дороже.

Среди особенностей ручной дуговой сварки стоит выделить такие достоинства:

простой принцип действия техники;
доступность работы в любом пространственном положении;
возможность формирования швов даже в труднодоступных местах;
относительно быстрая смена одного свариваемого материала на другой;
высокое качество соединения металлов, обладающих разными фактурами;
легкость использования, низкая цена, простота перевозки оборудования.

Однако у данного метода есть и свои минусы:

сложная обработка тонких листов металла, то есть толщиной менее 1,5 мм;
низкая производительность и скорость работы;
зависимость качества результата от навыков сварщика;
вредные условия труда.

2. Полуавтоматическая.

Особенность такой дуговой сварки состоит в соединении заготовок за счет одновременной автоматической подачи в рабочую зону электродной проволоки и газа. Речь идет об углекислом газе или аргоне, который защищает область сварки от воздействия внешних факторов.

Достоинства данного способа:

удобный рабочий процесс;
небольшая область термического воздействия и минимальная деформация заготовок за счет высокой степени концентрации электрической дуги;
возможность сварки в любых пространственных положениях;
результат работы меньше связан с опытом мастера, чем при ручном методе;
возможность обработки элементов из тонколистового металла;
отличная прочность соединения при условии соблюдения технологии;
высокая скорость работ.

Правда, у данного подхода есть и недостаток: низкая мобильность оборудования, в состав которого входит емкость с газом. Но можно значительно упростить ситуацию за счет использования проволоки с флюсом.

3. Газовая.

Эта разновидность сварки предполагает применение кислорода и горючего газа, например, пропана, бутана, ацетилена. Особенностью технологии газовой дуговой сварки является необходимость расплавить поверхность металла пламенем горелки и только после этого внести сварочную присадку в рабочую зону.

Положительные свойства метода:

простота;
возможность работы вне зависимости от пространственного положения шва;
качественная обработка тонких листов;
возможность сварки заготовок из цветных металлов;
автономность.

Минусы газовой сварки:

низкая производительность;
сильный нагрев поверхности обрабатываемой заготовки;
большая цена оборудования;
минимальная мобильность.

4. TIG-сварка.

Данная аббревиатура расшифровывается как «Tungsten Inert Gas». Речь идет о ручной дуговой сварке неплавящимся электродом в среде инертного защитного газа. Чаще всего электрод изготавливается из вольфрама с добавками, который зависит от обрабатываемого материала. Особенность такой дуговой сварки в том, что она подходит для соединения металлов с различной структурой, то есть углеродистых, конструкционных, а также нержавеющих сталей, алюминия и его сплавов с титаном, никелем, медью, латунью, пр. На сегодняшний день дуговая TIG-сварка остается наиболее универсальной среди всех методов.

Достоинства этой технологии:

доступность выполнения даже самых сложных работ при обработке тонколистовых материалов;
отсутствие брызг горячего металла;
простота, безопасность процесса;
аккуратный вид сварных швов;
возможность работы с алюминием и нержавеющей сталью.

Минусами данного подхода являются:

необходимость определенных навыков для работы с техникой;
высокая стоимость оборудования;
низкая мобильность;
необходимость тщательной предварительной подготовки к сварке.

Виды защитных газов и выбор электродов для дуговой сварки

В зависимости от используемых материалов выделяют достаточно много видов дуговой сварки, однако ключевым различием считается тип электрода – он может быть плавящимся и неплавящимся. В чем суть данной особенности дуговой сварки?

Стоит пояснить, что электрод представляет собой металлический контакт, стержень с оболочкой особого состава. Оболочка прогорает, формируя защитную среду газа, которая препятствует окислению горячего металла. Кроме того, плавящийся электрод играет роль присадки – его основной металл становится частью сварного соединения.

Если в работе используется неплавящийся электрод, приходится дополнительно вводить присадочную проволоку в сварочную ванну.

Для электродуговой сварки применяются разные виды металлических и неметаллических электродов. Среди последних чаще всего используются угольные и графитовые. Выбор конкретного типа зависит от обрабатываемого металла и выбранной технологии. При работе с химически активными металлами и в ряде других случаев необходимо прибегнуть к сварке в защитном газе: сварную ванну ограждают от внешнего воздействия при помощи гелия, аргона, углекислого газа.

Рекомендуем статьи по металлообработке

Учитывая все названные особенности дуговой сварки, мастер выбирает наиболее подходящий метод. Если говорить точнее, ему нужно остановиться на определенном виде сварочного аппарата и горелки. Так, при электродуговой сварке полуавтоматом в защитной среде через сопло горелки сразу подается защитный газ и присадка. Кроме того, для формирования шва могут потребоваться различные вспомогательные материалы, например, флюсы. Поэтому практически невозможно описать универсальный способ создания сварного соединения. Однако можно выделить некоторые базовые принципы.

Нюансы использования дуговой сварки для соединения различных металлов

В данном случае используют два вида сварки:

горячий, который предполагает предварительный подогрев заготовок;
холодный, то есть без подогрева.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Применение слишком высокой температуры чревато формированием трещин в структуре чугуна после резкого охлаждения. Поэтому готовые изделия охлаждают медленно, поместив в песок или накрыв теплоизоляторами.

Медь, латунь, бронза и алюминий отличаются высокой степенью текучести в расплавленном состоянии. Кроме того, в них быстро растворяются газы, в том числе кислород, что приводит к окислению металлов. По этой причине специалисты рекомендуют отказаться от использования плавких электродов в процессе их обработки.

Цветные металлы имеют большой коэффициент температурного линейного расширения, из-за чего структура участков изделий в зоне сварки претерпевает значительные изменения. Учитывая данную особенность дуговой сварки цветных металлов, для работы с медными сплавами используют электроды «Комсомолец-100», МН-5 и ОЗБ-1. Либо подойдут угольные электроды, сварочные аппараты постоянного тока и прямая полярность.

Добиться неплохого качества соединения медных изделий позволяет сварка в аргоне при помощи вольфрамовых электродов. Роль присадочного материала в данном случае играют круглые или квадратные прутки из того же металла, что и заготовки.

При сварке угольными электродами для образования защитного шлака используют прокаленную до +500…+550 °C буру. Чтобы добиться более высокого качества шва, после завершения обработки его проковывают максимум при +500 °С.

Для создания изделий из латуни необходимы цинковые прутки. Однако у такой дуговой сварки есть неприятная особенность: плавление цинка сопровождается выделением паров, ядовитых для человека. А значит, сварщик должен использовать респиратор, чтобы защитить органы дыхания. Также на рабочем месте необходимо обеспечить хорошую вентиляцию.

Сплавы этого металла подвержены сильному окислению даже в стандартной среде, в результате чего формируется невероятно плотная оксидная пленка Al₂O₃. Ее температура плавления превышает данный показатель самого алюминия и составляет +2050 °C против +660 °C, что вызывает сложности в процессе обработки. Другой важной особенностью дуговой сварки алюминия является большая текучесть расплавленного металла.

В данном случае используют электроды и присадки из материала, схожего по химическому составу с самими заготовками. В слой электродов, формирующий шлак, входят хлористые и фтористые соли калия и лития – они позволяют оксиду алюминия быстро ошлаковываться. Также оксидный слой лучше разрушается во время сварных работы постоянным током с обратной полярностью.

Дуговая сварка является простой технологией, с которой справятся даже специалисты без серьезного опыта. Все оборудование и материалы имеют доступную цену и не предполагают сложностей в применении. Но самая важная особенность метода дуговой сварки состоит в том, что он отлично подходит как для работ по дому, так и для использования на производстве.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

цветные металлы;
чугун;
нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Ручная дуговая сварка

Ручная дуговая сварка – это быстрый и надежный способ неразъемного соединения металлических деталей. Сварка кузнечным способом была известна людям уже несколько тысячелетий назад, она отличалась большой трудоемкостью и требовала долгого обучения и накопления опыта. В начале XX века начала применяться электродуговая сварка, металл нагревался до температуры плавления с помощью электрической дуги. За столетие возможности электродуговой сварки существенно возросли, а удобство работы сварщика повысилось. Теперь этой технологией может овладеть любой домашний мастер.

Ручная дуговая сварка

Процедура выполнения дуговой сварки

Технология ручной дуговой сварки состоит из следующих основных операций

Подготовка заготовок и оборудования. Свариваемые поверхности необходимо тщательно очистить от ржавчины, остатков старой краски и других жидких и твердых загрязнений. Очистку проводят механическим и химическим способом. Заготовки размещают на сварочном столе или на полу так, чтобы зазор между соединяемыми деталями был минимальным, и фиксируют струбцинами и другими приспособлениями. Один провод от сварочного аппарата присоединяют к детали, другой к держателю электрода.
Розжиг дуги. Подают напряжение на электрод и подносят его к заготовкам, кратким касанием и отведением на 3 мм разжигают дугу. Ручная дуговая сварка началась.
Выполнение шва. Держатель ведут вдоль линии сварочного соединения с постоянной скоростью, сохраняя расстояние до детали. По окончании операции напряжение отключают.
Завершающие операции. Производится зачистка соединения от окалины и неровностей, крепления с деталей снимаются, и они предаются на дальнейшие операции.

Процесс дуговой сварки

В зависимости от особенностей изготавливаемой конструкции и соединяемых материалов, в технологию дуговой сварки могут включаться и другие операции, такие, как предварительный нагрев заготовок, подача защитного газа и другие. Но в любом случае ручная сварка требует от сварщика точного глазомера, хорошей координации движений и твердой руки.

Принцип действия

Тепло, достаточное для плавления кромок соединяемых заготовок, получают от электрической дуги. В зоне действия дуги образуется область жидкого расплава, в которой перемешивается металл обеих заготовок. При остывании они кристаллизуются и образуют единое целое, или сварочный шов. Эту область расплава, перемещающуюся вслед за электродом и дугой вдоль линии шва, называют сварочной ванной. Металлический электрод стержень покрывают специальным составом, или флюсом. При нагревании он расплавляется, выделяя инертный газ, образующий защитное облачко над рабочей зоной и препятствующий окислению расплава.

Схема ручной дуговой сварки

Для поддержания электродуги на держатель и на заготовки подают напряжение от источника.

Ручную дуговую сварку ведут как постоянным, так и переменным током. Для этого применяются специализированные или универсальные источники.

Ручная дуговая сварка цветных металлов и сплавов, отличающихся повышенной химической активностью в нагретом состоянии, проводится в атмосфере специально подаваемых в рабочую зону защитных газов.

Устройство сварочного выпрямителя

Ученые и изобретатели постоянно вносят усовершенствования и изобретают новые методы для такой важной в жизни людей технологии, как ручная дуговая сварка

Особенности ручной дуговой сварки

Главной особенностью технологии является создание неразъемного, прочного и долговечного соединения заготовок. Дуговая сварка — наверное, самая распространенная сегодня сборочная операция. Ее используют при производстве самых разнообразных изделий и конструкций, включая высоконагруженные узлы, сохраняющих прочность при статических, динамических и периодических нагрузках, в условиях экстремальных температур, агрессивных сред, высоких и низких давлений и радиационного облучения.

Для получения прочного и долговечного соединения ручная дуговая сварка требует устойчивого электроснабжения. Кроме того, сварочные работы нужно проводить в сухом помещении или во временных палатках, для защиты рабочей зоны от влаги и сильных порывов ветра

Классификация и способы

По типу применяемого электрода ручная дуговая сварка может быть:

По типу применяемого тока

Постоянным.
Переменным.
Трехфазным.

Классификация дуговой сварки

По предварительной термической подготовке деталей

По степени автоматизации процесса различают

Существуют и другие виды, применяемые в особых условиях на производстве.

Преимущества ручной дуговой сварки

Основные преимущества технологии перед другими видами сварки заключаются в следующем:

Работать можно в любом пространственном положении.
Доступна работа в стесненных условиях.
Возможно соединять различные металлы и сплавы.
Простота использования и освоения.
Мобильность.

Но, кроме очевидных достоинств, методу свойственны и недостатки:

Вредные факторы, влияющие на здоровье сварщика.
Зависимость качества от квалификации и опыта.
Малая производительность.

Последний фактор не так важен при ограниченном объеме работ, типичном для домашней мастерской.

Используемые электроды

Все электроды подразделяются на две большие группы:

Плавкие применятся намного шире, они расходуются в процессе работы, а их металл включается в шовный материал. Флюсовый порошок, которым они обмазаны, сгорает в пламени электродуги. При этом выделяются химически малоактивные газы, образующие защитную атмосферу над сварочной ванной.

Неплавкие делается из тугоплавкого материала, в основном вольфрама, они не расходуется во время сварки и служит лишь для подведения тока к дуге. Защитную атмосферу в этом случае создают подачей газа через шланг или насыпая флюсовый порошок вдоль линии сварки.

Кроме того, они различаются по диаметру. Диаметр определяет как сварочный ток, который на него необходимо подать, так и максимальную толщину соединяемых деталей.

Источники питания

Для ручной электросварки применяют следующие разновидности источников тока:

Трансформаторы. Уходящий в прошлое, громоздкий и очень тяжелый источник. Преобразует высокое напряжение питающей сети в пониженное, пропорционально увеличивая силу тока. Ручная дуговая сварка переменным током требует высокого мастерства сварщика, источник сильно зависит от стабильности параметров питающей электросети и вызывает в ней помехи и броски напряжения. Не рекомендуется для начального обучения.
Выпрямители. Представляет собой тот же громоздкий сварочный трансформатор, дополненный выпрямительным блоком. Ручную дуговую сварку ведет постоянным током, но при этом сохраняет остальные недостатки трансформатора.
Инверторы. Современный сварочный аппарат. В нем переменный ток из сети путем многократных преобразований превращается в постоянный ток, напряжение которого стабилизировано. Работа его не зависит от изменений напряжения в питающей сети, и сам он также не вызывает бросков напряжения. Отличается малым весом и габаритами, его легко переносить, а маломощные модели вообще можно носить на плечевом ремне. Это очень удобно при сварке протяженных конструкций, например, заборов. Оснащен электронными системами стабилизации параметров дуги и защиты от прилипания электрода. Идеально подходит как для начального обучения, так и для дальнейшей работы. Доступен по цене.
Полуавтоматы. В качестве источника тока используется инвертор. В этом классе аппаратов используется сварочная проволока, подаваемая в рабочую зону специальным механизмом. Вместо флюсового напыления применяется прямая подача газа из баллона в рабочую зону. Многократно превосходит инвертор по производительности и по диапазону доступных для соединения металлов и сплавов. В несколько раз дороже инвертора равной мощности.

Сварочный полуавтомат Трансформатор для сварки

Для начального обучения и небольших объемов работ лучше выбрать инвертор, для сложных работ или больших объемов больше подойдет полуавтомат.

Положение электродов во время работы

От правильного положения и траектории движения электрода во время ручной дуговой сварки напрямую зависит как качество соединения, так и производительность работы сварщика

Наиболее распространены траектории, ориентированные вдоль оси электрода. Движение таким образом помогает поддерживать оптимальный дуговой зазор. Слишком короткая дуга вызывает перегрев рабочей зоны, разбрызгивание металла и прилипание электрода. Слишком длинная дуга может вызвать непровар, появление пор или угасание дуги.

Далее следует освоить равномерное движение вдоль линии соединения деталей. Если движение будет строго поступательным, получится ровный и тонкий шов, ширина которого может превышать диаметр электрода не более чем в полтора раза. Такую траекторию используют для сваривания листов и профилей малой толщины, при исполнении многослойных соединений.

Следующий тип траектории — к продольному движению добавляются короткие поперечные перемещения, напоминающие очень плотную строчку «зигзаг» на швейной машинке. Здесь также очень важно следить за тем, чтобы в крайнем положении каждого «стежка» не увеличивался дуговой зазор.

Надо выполнять движение змейкой всей кистью. Такой вид траектории позволяет добиться существенно большей ширины и глубины проплавки.

Ширина такого сварочного соединения может в три, а у опытного сварщика — и в пять раз превышать диаметр электрода.

Основы безопасности при работе

Ручная дуговая сварка является источником повышенной опасности. Основные факторы, вредящие здоровью сварщика и лиц, работающих рядом с ним, следующие:

Высокая температура дуги и рабочей зоны, могущая вызвать ожоги.
Разбрызгивание раскаленного металла и разлет частиц шлака при зачистке.
Мощное ультрафиолетовое излучение, приводящее к заболеваниям кожи и глаз вплоть до слепоты.
Высокое напряжение питающей сети.
Вредные сварочные газы и пары металла, вдыхание которых приводит к отравлению и заболеваниям органов дыхания.
Пожароопасность.

Электрододержатели и защитные приспособления

Исходя из этого, следует соблюдать следующие требования по безопасности

Использовать индивидуальные средства защиты: маску со светофильтром, респиратор, краги сварщика и невоспламеняющуюся спецодежду и обувь.
Обеспечить качественную вытяжную вентиляцию.
Перед началом работы осмотреть оборудование на предмет отсутствия механических повреждений и нарушения изоляции.
Надежно закрепить свариваемые заготовки инвентарными крепежными приспособлениями или специальной оснасткой.
Не загромождать рабочую зону, следить за положением кабелей и шлангов.
После окончания сварных работ выключить оборудование.

Выполнение этих требований позволит сохранить здоровье и сберечь материальные ценности.

Что влияет на качество и размеры сварного шва

Одна из важных характеристик, определяющих качество сварного соединения — это провар, определяемый как отношение ширины шва к его глубине в поперечном сечении.

На геометрические показатели влияют следующие факторы:

Сила тока. Чем она больше, тем большей глубины проплава можно достигнуть. Глубина проплава зависит также от плотности свариваемого материала — чем плотнее металл, тем меньшей глубины удастся добиться при той же силе тока. Сила тока не оказывает существенного воздействия на ширину.
Тип применяемого тока. При сварке постоянным током соединение получается более узким, а при использовании переменного тока той же интенсивности-более широким.
Диаметр электрода также оказывает влияние на глубину и ширину шва. При большем больше диаметре электродуга получается мощнее, позволяя получить более широкий шов.
Рабочее напряжение также влияет на параметры шва — при его повышении ширина шва увеличивается.

Схема сварки под флюсом

Флюс, сгорая в пламени дуги, выделяет защитные газы, а твердые остатки образуют шлак, также попадающий в сварочную ванну.

Химический состав шлака оказывает сильное влияние на качество.

улучшает качество обработки стали;
стабилизирует тепловой режим рабочей зоны и повышает скорость плавления;
облегчает формирование сварного шва;
повышает стабильность электродуги.

Существует способ ручной дуговой сварки, при котором используются цельнометаллические плавящиеся электроды, а флюс в виде порошка насыпается вдоль линии будущего шва. По мер прохождения сварочной ванны порошок плавится, а при остывании шлак отделяется от поверхности сваренного металла. Такой способ применяет на промышленных предприятиях в специальных случаях.

В целом автоматическая сварка дает намного лучшие, а главное, стабильные результаты качества работ, чем ручная дуговая. Причина этого заключается в том, что все параметры процесса, включая положение сварочной головки, угол ее наклона и расстояние до поверхности контролируются компьютером. К тому же автомат не утомляется, его внимание не рассеивается и он не подвержен влиянию вредных факторов рабочей зоны.

Как варить швы в разных положениях

Ручная дуговая сварка позволяет варить в самых разнообразных положениях. ДЛЯ каждого из них существуют свои технологические указания, направленные на обеспечение высокого качества работ.

Параметры режима ручной дуговой сварки

Нижнее положение

Сварщик находится сверху относительно рабочей зоны, заготовки расположены горизонтально. Это самое простое и самое распространенное положение. В нем необходимо следить лишь за полным проплавлением сечений и не допускать прожогов. Требуется надежно закрепить заготовки инвентарными крепежными средствами, а под них подложить специальные монтажные прокладки из меди.

Вертикальное положение

В этом положении начинает действовать такой осложняющий работу фактор, как земное притяжение. Под его воздействием расплавленный металл будет стремить покинуть сварочную ванну и стечь вниз. Работу рекомендуется вести в направлении снизу вверх, чтобы стекающие расплавленные капли попадали на сформированный шовный материал. Этот прием заметно снижает скорость работы, но позволяет сохранить качество. При выборе направления сверху вниз скорость повысится, но заметно упадет глубина проплава.

Сварка вертикальных швов

Потолочное положение

Это самое сложное положение, в котором приходится работать сварщику. Чтобы расплавленный металл не пролился вниз, требуется снизить вес сварочной ванны до такой степени, чтобы он удерживался силами поверхностного натяжения. Это достигается уменьшением скорости и периодической приостановкой работ для того, чтобы металл успевал схватываться.

Ручная дуговая сварка в потолочном положении

Умение работать в потолочном положении — признак высокой квалификации сварщика.

Читайте также: