Дуговая сварка это: Дуговая сварка

Дуговая сварка — это… Что такое Дуговая сварка?

Дуговая сварка — процесс, при котором теплота, необходимая для нагрева и плавления металла, получается за счёт электрической дуги, возникающей между свариваемым металлом и электродом. Под действием теплоты электрической дуги кромки свариваемых деталей и электродный металл расплавляются, образуя сварочную ванну, которая некоторое время находится в расплавленном состоянии. При затвердевании металла образуется сварное соединение. Энергия, необходимая для образования и поддержания электрической дуги, получается от специальных источников питания постоянного или переменного тока.

История электросварки

(См. Электротехника)

1802 год — В. В. Петров открыл явление электрической дуги и указал, что появляющийся «белого цвета свет или пламя, от которого оные угли скорее или медлительнее загораются, и от которого тёмный покой довольно ясно освещён быть может».

1803 год — В. В. Петров опубликовал книгу «Известия о гальвани-вольтовых опытах…», где описал способы изготовления вольтова столба, явление электрической дуги и возможность её применения для электроосвещения, электросварки и электропайки металлов.

1882 год — Н. Н. Бенардос изобрёл электрическую сварку с применением угольных электродов.

1888 год — Н. Г. Славянов впервые в мире применил на практике дуговую сварку металлическим (плавящимся) электродом под слоем флюса. В присутствии государственной комиссии он сварил коленчатый вал паровой машины.

1893 год — На Всемирной выставке в Чикаго Н. Г. Славянов получил золотую медаль за способ электросварки под слоем толчёного стекла.

1905 год — В. Ф. Миткевич впервые в мире предложил применять трёхфазную дугу для сварки металлов.

Патон, Евгений Оскарович

Классификация

Классификация дуговой сварки производится в зависимости от степени механизации процесса, рода тока и полярности, типа сварочной дуги, свойств сварочного электрода, вида защиты зоны сварки от атмосферного воздуха и др.

По степени механизации различают:

• ручную дуговую сварку
• полуавтоматическую дуговую сварку
• автоматическую дуговую сварку

Отнесение процессов к тому или иному способу зависит от того, как выполняются зажигание и поддержание определённой длины дуги, манипуляция электродом для придания шву нужной формы, перемещение электрода по линии наложения шва и прекращения процесса сварки.

При ручной дуговой сварке

указанные операции, необходимые для образования шва, выполняются человеком вручную без применения механизмов.

При полуавтоматической дуговой сварке плавящимся электродом механизируются операции по подаче электродной проволоки в сварочную зону, а остальные операции процесса сварки осуществляются вручную.

При автоматической дуговой сварке под флюсом механизируются операции по возбуждению дуги, поддержанию определённой длины дуги, перемещению дуги по линии наложения шва. Автоматическая сварка плавящимся электродом ведётся сварочной проволокой диаметром 1-6 мм; при этом режим сварки (ток, напряжение, скорость перемещения дуги и др.) более стабилен, что обеспечивает однородность качества шва по его длине, в то же время требуется большая точность в подготовке и сборке деталей под сварку.

По роду тока различают:

По типу дуги различают

• дугу прямого действия (зависимую дугу)
• дугу косвенного действия (независимую дугу)

В первом случае дуга горит между электродом и основным металлом, который также является частью сварочной цепи, и для сварки используется теплота, выделяемая в столбе дуги и на электродах; во втором — дуга горит между двумя электродами.

По свойствам сварочного электрода различают

• способы сварки плавящимся электродом
• способы сварки неплавящимся электродом (угольным, графитовым и вольфрамовым)

Сварка плавящимся электродом является самым распространённым способом сварки; при этом дуга горит между основным металлом и металлическим стержнем, подаваемым в зону сварки по мере плавления. Этот вид сварки можно производить одним или несколькими электродами. Если два электрода подсоединены к одному полюсу источника питания дуги, то такой метод называют двухэлектродной сваркой, а если больше — многоэлектродной сваркой пучком электродов. Если каждый из электродов получает независимое питание — сварку называют двухдуговой (многодуговой) сваркой. При дуговой сварке плавлением КПД дуги достигает 0,7-0,9.

По условиям наблюдения за процессом горения дуги различают:

• открытую
• закрытую
• полуоткрытую дугу

При открытой дуге визуальное наблюдение за процессом горения дуги производится через специальные защитные стёкла — светофильтры. Открытая дуга применяется при многих способах сварки: при ручной сварке металлическим и угольным электродом и сварке в защитных газах. Закрытая дуга располагается полностью в расплавленном флюсе — шлаке, основном металле и под гранулированным флюсом, и она невидима. Полуоткрытая дуга характерна тем, что одна её часть находится в основном металле и расплавленном флюсе, а другая над ним. Наблюдение за процессом производится через светофильтры. Используется при автоматической сварке алюминия по флюсу.

По роду защиты зоны сварки от окружающего воздуха различают:

• дуговая сварка без защиты (голым электродом, электродом со стабилизирующим покрытием)
• дуговая сварка со шлаковой защитой (толстопокрытыми электродами, под флюсом)
• дуговая сварка со шлакогазовой защитой (толстопокрытыми электродами)
• дуговая сварка с газовой защитой (в среде защитных газов)
• дуговая сварка с комбинированной защитой (газовая среда и покрытие или флюс)

Стабилизирующие покрытия представляют собой материалы, содержащие элементы, легко ионизирующие сварочную дугу. Наносятся тонким слоем на стержни электродов (тонкопокрытые электроды), предназначенных для ручной дуговой сварки.

Защитные покрытия представляют собой механическую смесь различных материалов, предназначенных ограждать расплавленный металл от воздействия воздуха, стабилизировать горение дуги, легировать и рафинировать металл шва.

Наибольшее применение имеют средне — и толстопокрытые сварочные электроды, предназначенные для ручной дуговой сварки и наплавки, изготовляемые в специальных цехах или на заводах.

В последнее время получает распространение плазменная сварка, где дуга между инертными неплавящимися электродами используется для высокотемпературного нагрева промежуточного носителя, например — водяного пара. Известна также сварка атомарным водородом, получаемым в дуге между вольфрамовыми электродами, и выделяющем тепло при рекомбинации в молекулы на свариваемых деталях.

Cм. также

Источники

Wikimedia Foundation. 2010.

Электродуговая сварка: технологии, оборудование

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:

1. 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.
2. 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.
3. 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:

1. 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.
2. Если нет защитной формы, то вместо нее можно воспользоваться хлопчатобумажной одеждой.
3. От яркого света и искры от раскаленного металла лицо и глаза необходимо закрыть защитной маской.
4. Сварочные работы должны выполняться в проветриваемых помещениях.
5. 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

Ручная дуговая сварка: ГОСТ, технология, режимы, виды

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:

• Плавящимся.
• Неплавящимся.

По типу применяемого тока

• Постоянным.
• Переменным.
• Трехфазным.

Классификация дуговой сварки

По предварительной термической подготовке деталей

• Обычная.
• «На горяче».

По степени автоматизации процесса различают

• Ручную.
• Полуавтоматическую.

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;
• Неплавкие.

Электроды

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.

Он:

• 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.

Скачать ГОСТ 5264-80

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.

Электрическая дуговая сварка — это… Что такое Электрическая дуговая сварка?

Электродуговая ручная сварка покрытым электродом

Электросварка — один из способов сварки, использующий для нагрева и расплавления металла электрическую дугу.

Температура электрической дуги (до 5000°С) превосходит температуры плавления всех существующих металлов.

История электросварки

(См. Электротехника)

1802 год — В. В. Петров открыл явление вольтовой электрической дуги и указал, что появляющийся «белого цвета свет или пламя, от которого оные угли скорее или медлительнее загораются, и от которого тёмный покой довольно ясно освещён быть может».

1803 год — В. В. Петров опубликовал книгу «Известия о гальвани-вольтовых опытах…», где описал способы изготовления вольтова столба, явление электрической дуги и возможность её применения для электроосвещения, электросварки и электропайки металлов.

1882 год — Н. Н. Бенардос изобрёл электрическую сварку с применением угольных электродов.

1888 год — Н. Г. Славянов впервые в мире применил на практике дуговую сварку металлическим (плавящимся) электродом под слоем флюса. В присутствии государственной комиссии он сварил коленчатый вал паровой машины.

1893 год — На Всемирной выставке в Чикаго Н. Г. Славянов получил золотую медаль за способ электросварки под слоем толчёного стекла.

1905 год — В. Ф. Миткевич впервые в мире предложил применять трёхфазную дугу для сварки металлов.

1932 год — К. К. Хреновым впервые в мире в Советском Союзе осуществлена дуговая сварка под водой.^[1]

1939 год — Е. О. Патоном разработаны технология автоматической сварки под флюсом, сварочные флюсы и головки для автоматической сварки, электросварные башни танков, электросварной мост.

Описание процесса

К электроду и свариваемому изделию для образования и поддержания электрической дуги от сварочного трансформатора подводится электроэнергия. Под действием теплоты электрической дуги (до 7000°С) кромки свариваемых деталей и электродный металл расплавляются, образуя сварочную ванну, которая некоторое время находится в расплавленном состоянии. В сварочной ванне металл электрода смешивается с расплавленным металлом изделия (основным металлом), а расплавленный шлак всплывает на поверхность, образуя защитную плёнку. При затвердевании металла образуется сварное соединение. Энергия, необходимая для образования и поддержания электрической дуги, получается от специальных источников питания постоянного или переменного тока.^[2]

В процессе электросварки могут быть использованы плавящиеся и неплавящиеся электроды. В первом случае формирование сварного шва происходит при расплавлении самого электрода, во втором случае — при расплавлении присадочной проволоки (прутков и т. п.), которую вводят непосредственно в сварочную ванну.

Для защиты от окисления металла сварного шва применяются защитные газы (аргон, гелий, углекислый газ и их смеси), подающиеся из сварочной головки в процессе электросварки.

Различают электросварку переменным током и электросварку постоянным током. При сварке постоянным током шов получается с меньшим количеством брызг металла, поскольку нет перехода через нуль и смены полярности тока.

В аппаратах для электросварки постоянным током применяются выпрямители.

Классификация

Классификация дуговой сварки производится в зависимости от степени механизации процесса, рода тока и полярности, типа сварочной дуги, свойств сварочного электрода, вида защиты зоны сварки от атмосферного воздуха и др.

По степени механизации различают:

• ручную дуговую сварку
• полуавтоматическую дуговую сварку
• автоматическую дуговую сварку

Отнесение процессов к тому или иному способу зависит от того, как выполняются зажигание и поддержание определённой длины дуги, манипуляция электродом для придания шву нужной формы, перемещение электрода по линии наложения шва и прекращения процесса сварки.

При ручной дуговой сварке (ММА -Manual Metal Arc) указанные операции, необходимые для образования шва, выполняются человеком вручную без применения механизмов.

При полуавтоматической дуговой сварке (MIG/MAG -Metal Inert/Active Gas) плавящимся электродом механизируются операции по подаче электродной проволоки в сварочную зону, а остальные операции процесса сварки осуществляются вручную.

При автоматической дуговой сварке под флюсом механизируются операции по возбуждению дуги, поддержанию определённой длины дуги, перемещению дуги по линии наложения шва. Автоматическая сварка плавящимся электродом ведётся сварочной проволокой диаметром 1-6 мм; при этом режим сварки (ток, напряжение, скорость перемещения дуги и др.) более стабилен, что обеспечивает однородность качества шва по его длине, в то же время требуется большая точность в подготовке и сборке деталей под сварку.

По роду тока различают:

По типу дуги различают

• дугу прямого действия (зависимую дугу)
• дугу косвенного действия (независимую дугу)

В первом случае дуга горит между электродом и основным металлом, который также является частью сварочной цепи, и для сварки используется теплота, выделяемая в столбе дуги и на электродах; во втором — дуга горит между двумя электродами.

По свойствам сварочного электрода различают

• способы сварки плавящимся электродом
• способы сварки неплавящимся электродом (угольным, графитовым и вольфрамовым)

Сварка плавящимся электродом является самым распространённым способом сварки; при этом дуга горит между основным металлом и металлическим стержнем, подаваемым в зону сварки по мере плавления. Этот вид сварки можно производить одним или несколькими электродами. Если два электрода подсоединены к одному полюсу источника питания дуги, то такой метод называют двухэлектродной сваркой, а если больше — многоэлектродной сваркой пучком электродов. Если каждый из электродов получает независимое питание — сварку называют двухдуговой (многодуговой) сваркой. При дуговой сварке плавлением КПД дуги достигает 0,7-0,9.

По условиям наблюдения за процессом горения дуги различают:

• открытую
• закрытую
• полуоткрытую дугу

При открытой дуге визуальное наблюдение за процессом горения дуги производится через специальные защитные стёкла — светофильтры. Открытая дуга применяется при многих способах сварки: при ручной сварке металлическим и угольным электродом и сварке в защитных газах. Закрытая дуга располагается полностью в расплавленном флюсе — шлаке, основном металле и под гранулированным флюсом, и она невидима. Полуоткрытая дуга характерна тем, что одна её часть находится в основном металле и расплавленном флюсе, а другая над ним. Наблюдение за процессом производится через светофильтры. Используется при автоматической сварке алюминия по флюсу.

По роду защиты зоны сварки от окружающего воздуха различают:

• дуговая сварка без защиты (голым электродом, электродом со стабилизирующим покрытием)
• дуговая сварка со шлаковой защитой (толстопокрытыми электродами, под флюсом)
• дуговая сварка со шлакогазовой защитой (толстопокрытыми электродами)
• дуговая сварка с газовой защитой (в среде защитных газов) (MIG-MAG)
• дуговая сварка с комбинированной защитой (газовая среда и покрытие или флюс)

Стабилизирующие покрытия представляют собой материалы, содержащие элементы, легко ионизирующие сварочную дугу. Наносятся тонким слоем на стержни электродов (тонкопокрытые электроды), предназначенных для ручной дуговой сварки.

Защитные покрытия представляют собой механическую смесь различных материалов, предназначенных ограждать расплавленный металл от воздействия воздуха, стабилизировать горение дуги, легировать и рафинировать металл шва.

Наибольшее применение имеют средне — и толстопокрытые сварочные электроды, предназначенные для ручной дуговой сварки и наплавки, изготовляемые в специальных цехах или на заводах.

В последнее время получает распространение плазменная сварка, где дуга между инертными неплавящимися электродами используется для высокотемпературного нагрева промежуточного носителя, например — водяного пара. Известна также сварка атомарным водородом, получаемым в дуге между вольфрамовыми электродами, и выделяющем тепло при рекомбинации в молекулы на свариваемых деталях.

Аргонодуговая сварка относится к виду сварки плавлением. Сварка плавлением разделяют на сварку плавящимся и не плавящимся электродом. Аргонодуговая сварка это сварка не плавящимся электродом. В качестве электрода применяют вольфрамовые стержни. Они имеют различный диаметр.

При аргонодуговой сварке вольфрамовые электроды выбирают от толщины металла. Вольфрам относят к тугоплавким металлам. Поэтому, назначение вольфрамовых электродов в зажигании и поддержании сварочной дуги.

Аргонодуговую сварку относят к видам газоэлектрической сварки. Газы защищают сварочную зону от воздействий ветра, осадков и других погодных явлений. Так же алюминий, титан, никель подвержены окислению. Применение газов защищает их от окислительных процессов. В аргонодуговой сварке применяют инертные газы: аргон, гелий и их смеси. Основным газом считают аргон. Поэтому, сварка получила название аргонодуговая сварка. Аргон производят трех сортов. Сорт аргона, для аргонодуговой сварки, зависит от содержания в нем чистого аргона. Для разного вида стали, применяют различный сорт аргона. Аргон поставляют в баллонах. Электрическая часть аргонодуговой сварки, предназначена для образования сварочной дуги и ее параметров. Основным элементом ее является источник питания (сварочный аппарат). На нем выставляют силу и напряжение сварочного тока. Основным рабочим органом аргонодуговой сварки есть газоэлектрическая сварочная горелка. В нее, вставляют вольфрамовый электрод и подают аргон из баллона. Аргон подается по резиновым шлангам. Электрод из вольфрама, закрепляют механическим способом. Так же, в сварочную горелку кабелями подают ток. Рабочий процесс аргонодуговой сварки состоит в том, что сварщик нагревает электрической дугой кромки свариваемых деталей. Затем, подносит сварочную проволоку и расплавляет ее и кромки до получения сварного шва. Сварочную проволоку, для аргонодуговой сварки, подбирают по составу свариваемой марки и вида стали. Ее поставляют на производство в мотках. Сварщик нарезает ее, для удобства, по размерам сварочного шва. На производстве сварочную проволоку называют присадкой. Она должна быть без ржавчины и обезжирена. Используют аргонодуговую сварку не только для цветных металлов, но для нержавеющих и углеродистых сталей. Аргонодуговую сварку применяют в промышленных цехах и на стройплощадке. На стройплощадках, в избегание попадания ветра в зону сварки, устанавливают сварочную палатку. Выполняют аргоновую сварку в специальных кожаных перчатках. В процессе аргонодуговой сварки, сварщик использует две руки. Это требует высокой квалификации сварщика. На производстве, сварщики аргонодуговой сварки имеют 5-6 разряды. Преимуществом аргонодуговой сварки считают геометрически однородный качественный шов. Шов получают без дефектов. Так же исключены шлаковые образования . Шов выдерживает большие нагрузки на изгиб, сжатие и растяжение. Аргонодуговая сварка выделяет меньше вредных газов в работе для сварщика. Сведен риск получения ожогов, работников при сварке. Аргонодуговая сварка это один из эффективных и высококачественных видов сварки на производстве!

Примечания

1. ↑ «Справочник молодого электросварщика по ручной сварке», Г. Г. Чернышов, В. Б. Мордынский, Москва, «Машиностроение», 1987; стр. 66
2. ↑ «Сварочное дело: Сварка и резка металлов: учебник для нач. проф. образования/Г. Г. Чернышов.- М.: Издательский центр «Академия», 2008г.- стр. 496

Источники

Ссылки

всё, что вы хотели знать

Ручная дуговая сварка (она же сварка MMA, РД, РДС) с угольным электродом была придумана еще в конце 19-го века российским изобретателем Николаем Бернардосом. Тогда же изобретатель запатентовал свою технологию во многих странах Европы. Позднее он же придумал контактную сварку и дуговую сварку в среде защитного газа.

С тех пор прошло немало времени, и технология ручной дуговой сварки прошла множество модификаций. Так, например, среди домашних умельцев получила распространение не классическая дуговая сварка угольным электродом, а сварка с применением плавящихся стержней. Также сварочные аппараты получили множество новых функций, а в производстве стали применяться металлы с особыми свойствами.

Поэтому технология дуговой сварки стала несколько сложнее. В этой статье мы вам подробно расскажем, что такое ручная дуговая сварка, какие достоинства и недостатки есть данного метода соединения металлов и как выполняется РД сварка металлоконструкций.

Содержание статьи

Общая информация

Ручная дуговая сварка MMA (MMA — общепринятое международное название) — это процесс формирования сварочного соединения с помощью электрической дуги. Дуга зажигается между электродом и поверхностью металла, горит стабильно и формирует ровный шов. Электроды для РДС изготавливаются из металлической проволоки и имеют специальное покрытие, защищающее сварочную зону от негативного влияния кислорода. В работе используются электроды, длиной до 45 сантиметров.

Дуга при ручной сварке зажигается либо методом постукивания (сварщик постукивает концом электрода о поверхность металла, не применяя силу), либо методом чирканья (по аналогии со спичечным коробком). Дуга плавит металл и одновременно с деталью плавится электрод. При плавлении электрода металл наплавляется и формируется шов. Допустимо незначительное разбрызгивание металла.

Ручная дуговая сварка MMA с помощью покрытых электродов — один из простейших видов сварки. Отсюда и множество нюансов в работе. При таком методе сварки рабочее время расходуется нерационально, много сил уходит на формирование шва, снижается производительность труда. Поэтому такая технология больше востребована у домашних умельцев, нежели на крупном заводе.

Зато с помощью РДС вам под силу наплавка валов, сварка многих типов металлов и относительно быстрый ремонт изделий из металла в домашних условиях. Также при наличии опыта и квалификации можно выполнить разные типы швов, в том числе трудоемкие, вроде потолочных.

Достоинства и недостатки

Ручная дуговая сварка плавящимся электродом не зря является самым популярным методом соединения металлов. С ее помощью можно выполнить несложный ремонт, сформировать короткие прочные швы, провести быстрое техническое обслуживание какого-нибудь оборудования. Но это еще не все плюсы.

По сравнению с другими технологиями сварочные аппараты для РДС сварки стоят недорого, они компакты и просты в использовании. Также для работы не требуется дополнительная защита сварочной зоны с помощью газа или флюса, поскольку с этой задачей справляется электрод. Еще один плюс — возможность работать практически в любых условиях: и на улице, и в цеху, и на ветру, и под палящим солнцем. А это важно, если нужно произвести быстрый ремонт в «полевых» условиях.

Не стоит забывать, что РДС подходит для сварки самых разных металлов: от углеродистых и легированных сталей до чугуна, алюминия и меди. При этом толщина деталей может достигать нескольких сантиметров и мощный сварочный аппарат справится с этой задачей. Также можно произвести сварку в любом пространственном положении, если это потребуется.

Теперь о недостатках. РД по металлу требует частых перерывов в работе. Они необходимы, чтобы заменить расплавленный электрод на новый. А его расход может быть очень большим при отсутствии опыта или при сварке толстых металлов. Если электрод достиг длины в 5 сантиметров и менее, то его тут же следует заменить.

Ручная сварка с применением электрода подразумевает образование шлака вокруг сварочной зоны и шва. С одной стороны, это хорошо, поскольку шлак дополнительно защищает сварочную ванну от кислорода. Но после работы шлак нужно удалить с поверхности металла. Этот процесс может быть трудоемким и отнимает немало времени.

Из-за этих двух недостатков ручная дуговая сварка считается одной из самых медленных. Она приводит к перерасходу времени и не идет ни в какое сравнение с конкурентами, вроде MIG сварки. Вы должны взять во внимание этот недостаток.

Из-за того, что в работе нельзя использовать электроды до конца, а принято часто заменять их на новые, происходит перерасход комплектующих. Выходит, что в работе используется не более 70% электрода, остальное считается огарком. Этот факт увеличивает себестоимость работ.

Несмотря на относительную универсальность, с помощью РДС не получится сварить олово или цинк. И вообще все металлы с низкой температурой плавления. Это происходит из-за того, что коэффициент тепловложения слишком велик при сварке электрической дугой. Также ручная дуговая сварка плавящимся электродом не подойдет для соединения деталей из титана, тантала и любых других металлов, обладающих активными химическими свойствами. Электрод не сможет в должной мере защитить шов от окисления.

Ну и последний минус, который нужно упомянуть. В ручной дуговой сварке ток проходит по всей длине электрода, и если значение тока будет слишком велико, то стержень может перегреться и защитное покрытие разрушится. Из-за этого вы просто не сможете установить высокие значения тока, чтобы хоть как-то ускорить работу. Это еще одна причина, почему скорость работы при ручной сварке металлоконструкций может быть ниже, чем при использовании других методов сварки.

Разновидности

Нельзя выбрать какой-то один определенный способ сварки РДС, поскольку технология проста и не имеет дополнительной классификации. Конечно, можно классифицировать ручную дуговую сварку по типу используемого электрода, по типу получаемого шва или по типу дуги. Но это лишь усложняет понимание сути технологии. Поэтому предлагаем сразу приступить к изучению основ РД сварки, не вдаваясь в подробности классификации.

Особенности сварки

Понимая принцип ручной дуговой сварки плавящимся электродом можно приступить к самому сварочному процессу. Для начала разберемся, в каких случаях такая сварка целесообразна. РД по металлу целесообразна том случае, если толщина детали начинается от 2 миллиметров и не превышает 50 миллиметров. Также целесообразна сварка легированных, углеродистых и нержавеющих сталей. РДС отлично подойдет для мелкосерийного производства или для сварки штучных изделий. Если металлы толще и деталей много, то рекомендуем заменить ММА сварку на MAG.

Если детали будут слишком тонкими, то они будут плавиться слишком быстро. Это приводит к образованию дефектов, шов просто не успевает сформироваться. Даже если вы установите минимальное значение тока. Используйте другие технологии сварки тонкого металла, не рискуйте.

Выше мы писали, что возможна сварка деталей толщиной до 50 миллиметров. Но мы все же рекомендуем соединять металлы с толщиной максимум 20 миллиметров. Сварка толстых деталей экономически невыгодна при использовании технологии ручной дуговой сварки.

Все эти правила не применимы к ситуации, когда нужно сварить короткий шов, чтобы произвести небольшой ремонт. Если участок сварки слишком мал, вы не будете использовать дорогостоящее оборудование, газ, флюсы и прочее. В таких ситуациях ручная дуговая сварка MMA вполне целесообразна при сварке деталей толщиной до 200 миллиметров.

Технология ручной дуговой сварки начинается с основ о пространственном положении. Мы писали, что ручная дуговая сварка плавящимся электродом возможна в любом положении. Это правда, но с оговорками. Дело в том, что не все электроды позволяют выполнить сложные потолочные или вертикальные швы. Они плавятся слишком быстро и стекающий металл не позволяет сформировать шов. Обратите на это внимание перед выполнением ответственной работы.

По этой причине наилучший результат достижим именно в нижнем или горизонтальном пространственном положении. Такую работу сможет выполнить сварщик даже с низкой квалификацией, можно использовать электроды большего диаметра и установить на сварочном аппарате большую силу тока, чтобы ускорить рабочий процесс. Так что если вы можете заменить потолочные швы на нижние — не отказывайтесь от такого решения.

Если вы используете метод ручной дуговой сварки покрытыми стержнями и вам все же нужно сделать потолочных шов, то выберите электроды небольшого диаметра и установите на аппарате минимальное значение сварочного тока. Работайте не медленно и не быстро, постарайтесь найти «золотую середину» в скорости ведения дуги. Ведите дугу уверенно и не отклоняйтесь в стороны.

Теперь поговорим о типе и полярности тока. Сварка ММА может производить на постоянке и на переменке, выбор режима зависит от электродов. Обязательно читайте упаковку ваших стержней перед работой, некоторые электроды могут быть предназначены только для работы на одном типе тока.

Одно известно точно — при постоянном токе дуга горит стабильнее, чем при переменном. Это заметно даже при использовании универсальных стержней, способных работать с любым родом тока. Словом, если вы начинающий сварщик, то приобретайте универсальные комплектующие и экспериментируйте с настройками.

Что касается полярности, то ее выбор зависит от того, какая скорость плавления электрода вам необходима. Если выберите обратную полярность и установите постоянный ток, то электрод будет плавиться медленнее и равномернее. Это наиболее приемлемый вариант. Есть электроды, которые работают одинокого хорошо с любой полярностью.

Ручная сварка железа или никеля имеет свои сложности. В работе металл может быть подвержен проблеме, называемой магнитным дутьем. Магнитное дутье — это когда дуга начинает непроизвольно отклоняться от сварочной ванны из-за магнитных свойств металла. Чтобы избежать этих проблем установите на сварочнике переменный ток, это может помочь.

Подбор электродов

Электроды так же важны, как и соблюдение технологии сварки. От их правильного выбора во многом зависит качество будущего шва. Нужно подбирать стержни в соответствии с металлом, который вы собираетесь варить. Многие характеристики электрода можно узнать по его маркировке. О том, как читать маркировку мы рассказывали в этой статье.

При работе с ручной дуговой сваркой обращайте внимание на свойства выбранных вами электродов. Свойства зависят от типа покрытия. У электродов для РДС чаще всего рутиловое или основное покрытие. Мы не будем утверждать, какое из них лучше. Просто перечислим их положительные и отрицательные стороны.

Электроды с рутиловым покрытием часто используют новички, поскольку проще зажечь и вести дугу. Они представлены в широком ассортименте, есть и бюджетные, и дорогие марки. Мы не рекомендуем покупать слишком дорогие электроды для домашней сварки, поскольку они просто не раскроют весь свой потенциал.

Из недостатков рутилового покрытия можно выделить повышенное содержание водорода в сварном соединении, что несколько ухудшает качество шва. Но зато металл практически не разбрызгивается при сварке, что очень важно. Новичкам рекомендуем электроды марки МР-3, как одни из самых бюджетных и распространенных.

Электродами с основным покрытием — выбор опытных профессиональных сварщиков. С такими стержнями довольно трудно работать, поскольку дуга зажигается неохотно и в процессе сварки должна быть очень короткой. Все это требует опыта. Но если вы новичок не бойтесь применять такие электроды в своей практике. Так вы сможете быстрее научиться. Электроды с основным покрытием обеспечивают отличное качество шва. Если вам нужно сварить относительно тонкий металл, то выбирайте электроды с основным покрытием.

Также электроды подбираются исходя из экономических факторов. При таком медленном способе сварки как РДС важно знать скорость наплавки стержня, чтобы определить, сколько времени и электродов понадобится на формирование шва. Существуют специальные высокопроизводительные стержни, с ними работе идет быстрее. Но ими, как правило, можно варить только горизонтальные швы.

Выше мы писали, что электрод нужно использовать на 70% процентов, оставляя примерно 5 сантиметров стержня. Некоторые новички намеренно устраивают перерасход электродов, используя их лишь наполовину. Многие объясняют это тем, что просто беспокоятся о длине электрода и предпочитают оставить стержень с запасом. Мы не рекомендуем так делать в своей практике. Вам придется еще чаще прерывать сварку и менять электроды на новые.

Вместо заключения

Ручная дуговая наплавка покрытыми электродами — классический и проверенный годами метод соединения деталей из металла. Она проста, не требует использования дополнительных комплектующих и ее основы понятны даже людям, далеким от сварки.

Чтобы обучиться этому делу, прочтите на нашем сайте дополнительные материалы по сварке. Также у нас вы найдете руководства на сварочные работы, обучающие статьи и полезную информацию по изготовлению самодельных сварочников и комплектующих. Делитесь свои опытом в комментариях, он наверняка будет полезен для начинающих сварщиков. Желаем удачи в работе!

[Всего: 1   Средний:  5/5]

техника зажигания дуги и особенности процесса

Электродуговая сварка — один из самых распространенных в быту, мелкосерийном производстве и промышленности видов сварки. Ее также можно назвать дуговой сваркой плавлением.

Каждому начинающему сварщику полезно знать основы дуговой сварки — принцип ее действия, условия, которые необходимы для возникновения высокотемпературной дуги, виды сварочных аппаратов для бытового применения, и некоторые отдельные параметры и особенности процесса.

Основной физический принцип

В основе электродуговой сварки лежит не один, а сразу два электрических принципа: явление короткого замыкания, с которым знакомы все, имеющие набор школьных знаний по электричеству, и явление пробоя. Вот на нем стоит остановиться внимание.

Имеется в виду пробой диэлектрика, который происходит в результате насыщения его межатомного пространства частицами, несущими электрический заряд. Положительный заряд несут ионы, отрицательный — электроны.

Теоретически пробой возможен для любого диэлектрика (в определенных условиях), но в случае электродуговой сварки используется конкретно пробой воздушного пространства между электродом и массой (деталью).

Технологический процесс подразумевает создание на электроде заряда тока низкого напряжения, но большой силы — порядка 80-200 А, и огромной плотности — до нескольких тысяч А/см².

Когда электродом касаются массы, то есть другого материала с высокой электропроводностью, в случае сварки металла, то возникает короткое замыкание, инициирующее мощное электрическое поле.

В этом поле и происходит пробой. Вследствие насыщения заряженными частицами прослойка воздуха превращается из диэлектрика в проводник тока.

Именно в этот момент и возникает сварочная дуга, давая название электродуговой сварке. Температура в зоне соприкосновения дуги с металлом может достигать 5000 °C.

Области сварочной дуги

Дуга замыкает цепь между электродом и массой. С точки зрения теории сварного дела, в сварочной дуге выделяют несколько областей:

• катодную;
• анодную;
• приэлектродную.

Катод — это «минус», источник тока (напомним, что ток образуют движущиеся электроны — отрицательные частицы). Анод соответственно — «плюс».

Анодная область отдает ионы в результате бомбардировки потоком электронов, поэтому на аноде всегда образуется так называемый кратер — вогнутое пятно, площадь которого зависит от площади электронной бомбардировки.

Электродуговые установки постоянного тока имеют фиксированные анод и катод. В аппаратах переменного тока анод с катодом постоянно меняются местами. Это вызывает нестабильность сварочной дуги, сильное разбрызгивание металла и другие неприятные факторы, а кроме того, не позволяет производить сварку определенных металлов, для которых требуется особая техника.

Виды аппаратов и виды включений

Сварочный аппарат самого простого типа для электродуговой сварки — трансформаторный. По сути своей он представляет трансформатор, понижающий напряжение и увеличивающий ток. Этот аппарат варит переменным током.

Процесс имеет ряд описанных выше недостатков, кроме того, трансформаторный аппарат для преобразования тока промышленной частоты очень громоздкий и тяжелый.

Поэтому там, где требуется мобильность, чаще всего применяются сварочные инверторы. Эти устройства сначала преобразуют переменный ток от бытовой сети в ток высокой частоты, а затем преобразуют его в постоянный — выпрямляют. Эти устройства имеют значительно меньшие габариты и массу.

Электродуговая сварка инвертором позволяет, во-первых, добиться высокой стабильности дуги, что означает лучшее качество шва, а во-вторых, использовать разные режимы подключения — с прямой и обратной полярностью.

Полярность прямая, когда электрод подключается к катоду, а масса к аноду, то есть сварка идет «от плюса к минусу». Такой электродуговой сваркой соединяют большинство металлов.

Но в некоторых отдельных случаях, например, для сварки коррозионностойких (нержавеющих) сталей и некоторых других химически активных металлов может использоваться обратная полярность — электрод к аноду, а масса к катоду.

Работа с обратной полярностью, как правило, идет под флюсом, образующим защитную газовую среду, и с присадочной проволокой.

Электроды и защитные газы

Видов электродуговой сварки, различающихся по применяемым материалам, довольно много, но базовое различие одно: по типу электрода. Классификация здесь следующая. Сварка может быть плавящимся электродом и электродом, не расплавляющимся при работе (неплавящимся). Что это значит?

Электрод — металлический контакт, стержень, имеющий оболочку из специального состава. Прогорая, эта оболочка образует защитную газовую среду, предохраняя расплав от окисления.

Но при этом плавящийся электрод является еще и присадкой, его основной металл входит в состав сварного соединения. Электродуговая сварка неплавящимся электродом требует ввода в сварочную ванну (непосредственно в точку, где происходит реакция) дополнительной присадочной проволоки.

Существует много разновидностей металлических и неметаллических электродов для электродуговой сварки, в том числе угольных и графитовых.

Каждый из них подбирается под конкретный металл и способ сварки. Кроме того, в определенных случаях применяется сварка в защитном газе (в основном для химически активных металлов). В качестве газов могут применять гелий, аргон и углекислоту.

Все эти способы диктуют свои подходы к собственно методике работы. Могут различаться виды сварочных аппаратов, виды горелок. Например, в полуавтомате для электродуговой сварки в защитной среде через сопло горелки подается одновременно и защитный газ, и присадка.

Могут использоваться различные вспомогательные материалы, такие, как флюсы, поэтому описать универсальный способ создания шва достаточно сложно. Но, тем не менее, некоторые базовые принципы присутствуют.

Как научиться

Проще всего осваивать электродуговые сварочные работы, начав с бытового инвертора, подключаемого к сети 220 В. После того как вы научитесь правильно варить в домашних условиях, можно будет переходить к обучению более сложным технологиям, таким, как, например, аргонодуговая сварка.

Кроме инвертора понадобятся:

• плотная одежда с длинными рукавами;
• сварочные перчатки или рукавицы;
• маска;
• молоток;
• зубило;
• металлическая щетка;
• пачка универсальных электродов;
• заготовка в виде куска толстого металла — лучше всего обычной стали.

Надо подключить электрод к катоду (минусу) аппарата с помощью специального держателя. Плюс, соответственно, надо подать на заготовку. Осталось только включить аппарат электродуговой сварки.

Электрическая дуга зажигается постукиванием или чирканьем по массе. После вспышки необходимо отдалить электрод от металла примерно на 5 мм. Возникнет дуга, и металл начнет плавиться.

Существует два способа вести электрод — острым углом от себя и на себя. Первый способ сложнее, но позволяет делать менее глубокий шов (это нужно в работе с тонким металлом). Второй — проще, это стандартный метод работы.

Электрод при электродуговой сварке нужно вести не по прямой, а зигзагообразными движениями, чтобы получался шов, похожий на строчки швейной машинки. Ход электрода должен перекрывать обе стороны соединяемых листов.

Тренироваться сначала нужно просто на кусочке стали, потом — переходить на сварку листового металла.

Требования госстандартов

На электродуговую, как и на многие сварки плавлением, существуют свои ГОСТы, которые обязательны к выполнению на любом производстве. Они описывают классификацию сварки металлов, методы оценки качества, специфику применяемых присадок и флюсов, и многое другое.

В частности, ГОСТ 11533-75 описывает автоматическую и полуавтоматическую дуговую сварку под флюсом, ГОСТ 14771-76 — дуговую сварку в защитных газах. Сварщики, работающие на предприятии, обязаны знать требования госстандартов минимум в своей конкретной области.

Все о технологии электродуговой сварки

SMAW: дуговая сварочная технология в протекторной сфере (например, во флюсовой среде для обеспечения защиты металлических поверхностей от негативного воздействия воздуха). Данное обозначение распространено как в зарубежной, так и в отечественной технической документации.

Технология ручной электродуговой сварки требует расплавления кромок соединяемых деталей с помощью электрического дугового разряда. Поэтому приходится работать с оборудованием, способным вырабатывать ток большой силы при небольшом напряжении. Тогда к одному зажиму прикрепляется деталь, а к другому – электрод. Между электродами получается дуга, и в этом месте образуется ионизированная среда.

Данная технология сопряжена с активным излучением в ультрафиолетовом и инфракрасном диапазоне, кроме того выделяется много тепла от соединяемых деталей.

Свариваемые материалы и используемые защитные газы непосредственно влияют на мощность дуги. Сразу скажем, что без специальных защитных средств работник может травмировать кожу и органы зрения.

 

Рекомендовано к прочтению

Как мы уже говорили, электрод нагревается. После чего он начинает испускать свободные электроны, параллельно образуются заряженные ионы. Атомы, потерявшие электроны, являются положительными ионами, а присоединившие – отрицательными. Газ в зоне проведения работ ионизируется, за счет чего становится электропроводным.

У электрической дуги есть такие области:

• анодная;
• катодная;
• столб дуги.

Немаловажной особенностью технологии электродуговой сварки является тот факт, что в центре газового столба температура поднимается до +6500…+7500 °С. За счет этого удается работать практически с любым металлом или сплавом. Однако непосредственно на детали и на электроде температура дуги остается в пределах +4000 °С.

В процессе работы образуется так называемая сварочная ванна с кратером по центру. Расстояние от электрода до кратера ванны и является длиной сварочной дуги. При использовании ручной технологии оптимальной считается дуга длиной 2–6 мм, отметим, что обычно длина дуги и диаметр используемого электрода совпадают. Дуга считается длинной, если она превышает диаметр электрода в 1,5 раза.

 

Чаще всего в работах задействуется именно короткая дуга, так как при использовании длинной металл сильно разбрызгивается, а шов оказывается пористым и менее крепким. Помимо этого, большое количество брызг расплавленного металла – это всегда повышенный риск получения травмы сварщиком.

При работе с угольным электродом длина дуги колеблется в пределах 15–20 мм. Между напряжением разряда и длиной дуги существует прямая зависимость, на это влияет наличие флюса, его свойства, характеристики покрытия электрода, использование защитного газа.

Чем больше сила тока, проходящего через электрод, тем выше температура дуги. Во время ручной сварки плотность тока находится в рамках 10–20 А/мм2, а напряжение составляет 18–20 В. При таких характеристиках можно работать с материалами толщиной больше 1 мм, кроме того, такие параметры применяются в технологиях электродуговой сварки низкоуглеродистых сталей и в технологии электродуговой сварки сталей, чугуна и цветных металлов.

 

Ремонтные работы производятся при помощи постоянного или переменного тока. Во втором случае дуга оказывается неустойчивой, и улучшить ее можно за счет увеличения плотности тока. Однако опасно использовать такой прием при работе с тонкими деталями.

При постоянном токе дуга стабильна, приходится работать на малых токах, а значит, удается сваривать даже тонкие материалы. Однако такая технология требует использования более дорогого и сложного оборудования.

На качество шва отрицательно воздействуют некоторые газы, например, кислород, азот и водород, поэтому готовый шов зачищают, а зону проведения работ защищают нейтральным газом.

Правила безопасности при электродуговой сварке

Использование технологии электродуговой сварки требует жесткого исполнения целого ряда правил безопасности:

• работать можно только в затемняющем щите поляризационного типа – он защищает веки, лицо, глаза от ожогов при вспышках;
• работы должны вестись в специальных перчатках из плотной резины на диэлектрическом слое, благодаря которым предотвращается прохождение заряда через тело сварщика и замыкание типа «поверхность сварки-баласник»;

 

• необходимо быть максимально осторожным при оплавлении и нагревании сварочных поверхностей;
• нельзя допускать попадания на электрические провода и кабели снега или воды, поскольку это может привести к короткому замыканию.

Преимущества и недостатки технологии электродуговой сварки

Достоинства:

1. Возможность работы в различных пространственных положениях, которые зависят исключительно от навыков работника.
2. Возможность соединения любых разновидностей стали.
3. Быстрое переключение в процессе работы с одного металла на другой для образования электродами наплавок и стяжек.
4. Простые обслуживание и использование, высокая эффективность технологии.

Недостатки:

1. Зависимость результата от навыков работника.
2. Подверженность сварщика электромагнитному облучению во время работы.
3. Низкий КПД по сравнению с автоматизированной сварочной методикой.

Классификация технологий электродуговой сварки

Технология электродуговой сварки бывает таких разновидностей:

1. Ручная электродуговая сварка.

 

Современный рынок сварочного оборудования предлагает множество вариантов – определенный вид приборов выбирают, отталкиваясь от материала, с которым придется работать. Так, для элементов из черных или цветных металлов подходят устройства ручной сварки.

В этом случае электрод, вставленный в электродержатель, касается поверхности соединяемого элемента и начинает нагреваться. Это происходит из-за того, что при контакте электрическая цепь замыкается. Как только температура на кончике электрода повысилась, его плавно отводят от поверхности детали примерно на 5 мм, а ток начинает проходить по телу сварочной дуги.

2. Электродуговая сварка под слоем защитного флюса.

 

Данная технология похожа на предыдущую, разница лишь в том, что в этом случае используются аппараты электродуговой сварки автоматического действия. Роль электрода играет специальная проволока, которая подается из бобины. Этот метод отлично подходит, если нужно быстро сварить детали большой толщины. Перед соединением части конструкции подготавливают, а это, в свою очередь, требует дополнительного времени.

3. Электродуговая сварка неплавящимся электродом.

 

В последнее время эта технология электродуговой сварки активно распространяется среди специалистов. Чаще всего используют вольфрамовые стержни, при этом обязательным условием для работы с неплавящимися электродами является наличие газовой среды. Газ подается в зону сплавления через сопло аппарата – в качестве защитного газа могут использоваться аргон, гелий, диоксид углерода. Данный метод подходит для деталей из никеля, нержавейки и сплавов алюминия.

4. Электродуговая сварка с использованием плавящейся электродной проволоки.

Работа в газовой среде часто ведется с помощью электродной проволоки, плавящейся от высоких температур. Она автоматически подается в зону термического влияния из специальной бухты. Через то же сопло, что и проволока, поступает защитный газ. Данная технология входит в число газоэлектрических, ее главное достоинство – это возможность настройки дуги при помощи изменения состава газа.

Технология электродуговой сварки с использованием плавящейся проволоки подходит для соединения химически высокоактивных сплавов и металлов, таких как магний, нержавейка, медь, пр. Среди ее положительных качеств стоит особенно подчеркнуть:

• возможность соединения деталей, расположенных под различными углами друг к другу;
• хороший обзор места соединения;
• высокую скорость сплавления;
• отличное качество и чистоту сварных швов;
• возможность соединять очень толстые и очень тонкие детали.

 

Существует другой вариант технологии электродуговой сварки, при котором используются электроды с трубчатым сечением. Их изготавливают из порошковой проволоки и смеси флюсов, благодаря которым достигается защита сварочной ванны. Электрод играет роль присадки в процессе сплавления по этому методу.

Оборудование и материалы, используемые в технологии электродуговой сварки

Самым простым сварочным аппаратом, используемым для электродуговой сварки, является трансформаторный. Если не вдаваться в подробности, то это трансформатор, который понижает напряжение и увеличивает ток, при этом работает с переменным током.У данного способа есть ряд недостатков, о которых мы уже говорили выше. Также нужно понимать, что трансформаторный аппарат для преобразования тока промышленной частоты громоздкий и имеет немалый вес.

Поэтому специалисты обычно используются сварочные инверторы, если требуется мобильность. Они сначала преобразуют переменный ток от бытовой сети в ток высокой частоты, после чего получают из него постоянный – выпрямляют. Главное достоинство таких устройств в относительно небольшом размере и весе.

Электродуговая сварка инвертором обеспечивает высокую стабильность дуги, а значит, и лучшее качество шва. Кроме того, в этом случае возможны разные режимы подключения – с прямой и обратной полярностью.

 

Большинство металлов соединяют электродуговой сваркой с прямой полярностью, то есть электрод подключается к катоду, а масса к аноду, и работа идет «от плюса к минусу». Однако бывают ситуации, когда необходимо использовать обратную полярность, где электрод присоединяется к аноду, а масса к катоду. Например, это актуально при работе с коррозионностойкими (нержавеющими) сталями и некоторыми другими химически активными металлами.

Существует множество видов электродуговой сварки, различающихся по применяемым материалам, однако в качестве базового отличия выступает тип электрода. Здесь используется такая классификация: работа с плавящимся или неплавящимся электродом.

Электрод представляет собой металлический контакт, стержень с оболочкой из специального состава. При нагревании оболочка прогорает и образует защитную газовую среду, которая препятствует окислению расплава.

Также у плавящегося электрода есть функция присадки – его основной металл становится частью сварного соединения. При работе с неплавящимся электродом необходимо вводить в сварочную ванну (в точку, где происходит реакция) дополнительную присадочную проволоку.

При электродуговой сварке используются разные виды металлических и неметаллических электродов, в том числе угольные и графитовые. Определенный тип подбирается под конкретный металл и выбранный метод сварки. Существуют случаи, когда сварка ведется в защитном газе (гелии, аргоне, углекислоте), – обычно это важное условие для работы с химически активными металлами.

 

Кроме того, могут использоваться вспомогательные материалы, например, флюсы, из-за чего довольно сложно описать универсальный способ создания шва. Однако существуют базовые для всех методов принципы.

Методы, применяемые в технологии электродуговой сварки и резки металла

Резка металла сваркой с применением дуги относится к наиболее старым из существующих способов. Используется ручная дуговая резка с применением плавящегося или неплавящегося электрода, воздушно- и кислородно-дуговая резка – разберем каждый из способов более подробно.

1. Резка неплавящимся электродом.

Роль электрода играет графитовый или угольный стержень, резку выполняют на любом роде тока, главное, чтобы он имел прямую полярность и силу до 800 А. Прежде чем разрезать металл, его нужно нагреть с помощью дуги, а затем выплавить.

Этот метод используется не так часто, в чем причина? У него достаточно узкая область применения, ведь он подходит только для работы со сложными крупногабаритными проектами. Допустим, при разделке лома и разборке старых металлических конструкций. Рез получается неровным и неаккуратным, но при этом технология подходит для работы с любыми металлами: от чугуна до цветных металлов.

2. Резка плавящимся электродом.

 

Этот метод встречается на практике чаще остальных, поскольку он обеспечивает более аккуратный и ровный разрез, чем первый способ. Для выполнения резки устанавливают повышенную силу тока (на 30 % больше, чем при сварке) – в этом случае можно отталкиваться от толщины электрода. Например, для стержня толщиной 1 мм нужна сила тока в пределах 50 А, для стержня 2 мм – 100 А и т. д. Металл нагревают с глубоким проплавлением, поэтому данный принцип работы часто называют «метод опирания». Немаловажно, что технология подходит для резки большинства металлов.

Если нужно сделать несложный рез в домашних условиях, подойдут любые плавящиеся электроды. Но для лучшего результата советуем выбирать специальные электроды для резки металла, так как они отличаются своим покрытием. За счет последнего работа идет проще и занимает меньше времени.

Несмотря на улучшенное качество реза при данной технологии, ее трудно назвать идеальной: этот метод проигрывает всем более современным. Здесь страдает качество и внешний вид реза, а работа идет очень медленно.

3. Воздушно- и кислородно-дуговая резка.

Эти методы электродуговой сварки практически идентичны, но имеют одно отличие: при воздушной резке металл сначала плавится от тепла дуги, после чего выдувается сжатым воздухом. При кислородной резке используется тот же принцип работы, только воздух заменяется потоком кислорода.

 

Данные технологии применяются для работы с листами нержавейки толщиной до 20 мм и для удаления дефектных частей деталей.

Перед осуществлением такой резки на сварочном аппарате устанавливают постоянный ток и подбирают графитовые или трубчатые электроды. Во втором случае кислород подается по сквозному отверстию в сварочном стержне. Сразу скажем, что этот способ эффективный, но отличается высокой трудоемкостью, ведь гораздо проще подать сжатый воздух или струю кислорода непосредственно в место разреза.

Технология электродуговой сварки безнапорных трубопроводов и труб водопровода

При электродуговой технологии работы с трубами нельзя забывать о таких тонкостях:

1. Аппарат включают, когда электрод только прикоснулся к поверхности трубы.
2. Нужно непрерывно следить за длиной электрической дуги, ведь от нее зависит размер газовой оболочки, препятствующей попаданию воздуха в зону работы.
3. Электрод плавно передвигают в зоне сварочных работ, чтобы расплавленный металл с электрода равномерно распределялся по шву.
4. Толщина наплавления металла трубных элементов зависит от легких скользящих движений сварщика из стороны в сторону.
5. При работе с толстостенными трубами большого диаметра делают внутренние и внешние сварные швы.

 

Во избежание разного рода дефектов необходимо плотно соединить элементы трубопровода между собой. Второе важное требование: нужно довести нагревом поверхность металла до светло-красного оттенка, и, безусловно, сила тока должны быть увеличена на 10–20 %. При соблюдении этих требований вы получите вязкий и пластичный сварной шов, надежно герметизирующий стык между трубами даже в условиях сильных морозов.

При отрицательных температурах сварочная зона быстро охлаждается, затрудняется удаление раскаленных газов из расплавленного металла. В результате чего трубная сталь приобретает хрупкость, а значит, возрастает риск ее термического разрушения, появления горячих трещин, отходящих от сварного шва, закалочных структур.

Технология электродуговой сварки стыкового шва в вертикальном положении

Нередко требуется соединение двух металлических заготовок, расположенных в разных плоскостях, что усложняет процесс работы. Допустим, стык деталей может находиться под углом, вертикально или в потолочной плоскости.

Специалисты называют работу с вертикальными швами (потолочными и наклонными) непростой задачей. Дело в том, что расплавленный металл, расположенный между двумя металлическими заготовками, подчиняется закону всемирного тяготения – его постоянно тянет к земле, что вызывает трудности.

 

Справиться с этой проблемой позволяют два важных принципа:

1. Расплавленный металл должен кристаллизоваться с большей скоростью, чем в обычной нижней позиции – для этого его капли должны быть небольшого размера. Уменьшить капли позволяет сокращение длины дуги, причем при работе с инвертором или полуавтоматом электрод передвигают вглубь и наружу короткими и быстрыми движениями. Движение держака больше похоже на постукивание электродом по поверхности.

2. Вертикальный шов сваривают переменным током снизу вверх. Заполняя кратер шва, его наполняют снизу, за счет чего расположенный внизу металл играет роль подставки для металла, скапливающегося в сварочной ванне выше.

Но стоит понимать, что технология снизу вверх не всегда подходит, чтобы сварить вертикальный шов. Иногда мастер вынужден варить шов и сверху вниз. Избежать стекания капель расплавленного металла позволяет соблюдение таких условий:

• дуга должна быть короткой;
• электрод в начале поджига располагается перпендикулярно к плоскости соединения заготовок;
• при варке электрод наклоняется вниз со стороны держака, то есть располагается под острым углом по отношению к сварочному шву – дугой он удерживает металлические капли от стекания;
• если капли все-таки стекают, повышают силу тока и увеличивают перемещение электрода вниз; также стоит увеличить ширину сварочного шва, перемещая расходник из стороны в сторону;
• при использовании этой технологии не добиться высокого качества швов, зато она намного легче, чем метод снизу вверх.

 

Технология электродуговой сварки цилиндрических резервуаров

Заводскую сварку резервуарных конструкций выполняют согласно утвержденному технологическому процессу (процедурам), где учитываются:

• требования к форме и подготовке кромок свариваемых деталей;
• способы и режимы работы, сварочные материалы, последовательность осуществления работ;
• конкретные указания по закреплению деталей перед началом работ;
• мероприятия, позволяющие избежать прожогов, смещения шва от его оси и появления иных дефектов;
• мероприятия, направленные на сокращение числа деформаций.

При выборе технологии сварки резервуарных конструкций нужно точно понимать, что она обеспечивает:

• высокую производительность и экономическую эффективность сварочных процессов с учетом объемов выполнения сварки (массы наплавленного металла), затрат на сварочное оборудование и организацию технологического процесса;
• высокий уровень однородности и сплошности металла сварных соединений с учетом конкретных условий и требуемых механических свойств: прочности, пластичности, твердости, ударной вязкости и устойчивости к низким температурам;
• минимальный уровень деформаций свариваемых элементов.

 

В заводских условиях обычно используют автоматизированную сварку под флюсом для листовых конструкций и механизированную работу в углекислом газе или в смеси газов на основе аргона для решетчатых конструкций и оборудования. В первом случае не обойтись без оснащения сварочного оборудования системами слежения электрода за стыком.

Технология электродуговой сварки каркасов балки

Конструкция оборудования, позволяющего изготавливать сварные двутавровые балки, подбирается в соответствии с технологией сваривания поясных швов. Помимо этого, немалую роль играет набор приспособлений, используемый в производстве. Сегодня в таком случае обычно выбирают автоматическое сваривание под слоем флюса, поскольку тогда получаются качественные, надежные на всем своем протяжении швы.

За счет использования автоматизированного оборудования удается сократить себестоимость балок, а также добиться их высокого качества, повышенной надежности. Нерасплавленный, находящийся под давлением флюс используется, чтобы защитить область работы от избыточного разбрызгивания жидкого металла. А значит, сохраняется качество работы, несмотря на высокую силу тока (до 4000 А). Также флюс предотвращает быстрое остывание расплавленного металла, и газ отводится эффективнее.

 

Сварная балка может быть изготовлена при помощи ручной дуговой, полуавтоматической технологии. Тогда важным условием сборки является наличие специальных кондукторов с зажимами или они могут быть заменены прихватками, хомутами. Но применение этого метода влечет за собой чрезмерные потери металла вследствие разбрызгивания, угара в расплавленном состоянии. Объем потерь нередко составляет около 30 %.

Также отметим: в производство балок входят такие этапы, как скрепление их полок, стенок. Нередки случаи, когда приходится сваривать друг с другом готовые двутавры. В подобных ситуациях прибегают к методу «встык».

Почему следует обращаться 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 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.

Что такое дуговая сварка? — Определение и типы процессов

Дуговая сварка — это процесс сварки, в котором используется электрическая дуга для создания тепла для плавления и соединения металлов. Источник питания создает электрическую дугу между расходуемым или неплавящимся электродом и основным материалом, используя либо постоянный (DC), либо переменный (AC) ток.

Эта статья — одна из серии часто задаваемых вопросов TWI.

Как это работает?

Дуговая сварка — это процесс сварки плавлением, используемый для соединения металлов.Электрическая дуга от источника переменного или постоянного тока создает сильное тепло около 6500 ° F, которое плавит металл в месте соединения двух заготовок.

Дуга может управляться вручную или механически вдоль линии соединения, в то время как электрод либо просто проводит ток, либо проводит ток и одновременно плавится в сварочной ванне, подавая присадочный металл в соединение.

Поскольку металлы химически реагируют с кислородом и азотом в воздухе при нагреве дугой до высоких температур, для сведения к минимуму контакта расплавленного металла с воздухом используется защитный газ или шлак.После охлаждения расплавленные металлы затвердевают с образованием металлургической связи.

Какие бывают типы дуговой сварки?

Этот процесс можно разделить на два разных типа; методы плавления и неплавящегося электрода.

Методы расходных электродов

Сварка металлов в инертном газе (MIG) и сварка металлов в активном газе (MAG)

Также известная как Газовая дуговая сварка металла (GMAW) , использует защитный газ для защиты основных металлов от загрязнения.

Дуговая сварка защищенного металла (SMAW)

Также известна как ручная дуговая сварка металлом (MMA или MMAW) , дуговая сварка под защитным флюсом или дуговая сварка — это процесс, при котором дуга зажигается между металлическим стержнем (электрод с покрытием из флюса) и заготовкой, как поверхность стержня и заготовки плавится, образуя сварочную ванну. Одновременное плавление флюсового покрытия на стержне приведет к образованию газа и шлака, защищающего сварочную ванну от окружающей атмосферы.Это универсальный процесс, идеально подходящий для соединения черных и цветных металлов с различной толщиной материала во всех положениях.

Дуговая сварка порошковой проволокой (FCAW)

Созданный как альтернатива SMAW, FCAW использует непрерывно запитанный расходный порошковый электрод и источник постоянного напряжения, что обеспечивает постоянную длину дуги. В этом процессе используется либо защитный газ, либо только газ, создаваемый флюсом, чтобы обеспечить защиту от загрязнения.

Дуговая сварка под флюсом (SAW)

Часто используемый процесс с непрерывной подачей расходуемого электрода и защитным слоем из плавкого флюса, который становится проводящим при расплавлении, обеспечивая прохождение тока между деталью и электродом.Флюс также помогает предотвратить разбрызгивание и искры, подавляя пары и ультрафиолетовое излучение.

Электрошлаковая сварка (ESW)

Вертикальный процесс, используемый для сварки толстых листов (более 25 мм) за один проход. ESW основывается на зажигании электрической дуги до того, как добавка флюса погасит дугу. Флюс плавится, когда расходный материал проволоки подается в ванну расплава, что создает расплавленный шлак на поверхности ванны. Тепло для плавления проволоки и краев пластины генерируется за счет сопротивления расплавленного шлака прохождению электрического тока.Две медные башмаки с водяным охлаждением следят за ходом процесса и предотвращают стекание расплавленного шлака.

Дуговая сварка шпилек (SW)

Подобно сварке оплавлением, SW соединяет гайку или крепеж, обычно с фланцем с выступами, которые плавятся для создания соединения, с другой металлической деталью.

Методы использования нерасходуемых электродов

Сварка вольфрамом в среде инертного газа (TIG)

Также известная как Газовая вольфрамовая дуговая сварка (GTAW) , использует неплавящийся вольфрамовый электрод для создания дуги и инертный защитный газ для защиты сварного шва и ванны расплава от атмосферного загрязнения.

Плазменно-дуговая сварка (PAW)

Подобно TIG, PAW использует электрическую дугу между неплавящимся электродом и анодом, которые расположены внутри корпуса резака. Электрическая дуга используется для ионизации газа в горелке и создать плазму, которую затем протирают через отверстие тонкой в ​​аноде, чтобы достигнуть опорной плиты. Таким образом плазма отделяется от защитного газа.

,

Основы дуговой сварки

Дуговая сварка — это один из нескольких способов соединения металлов плавлением. Под воздействием сильного тепла металл в месте стыка между двумя частями расплавляется и смешивается — непосредственно или чаще с промежуточным расплавленным присадочным металлом. После охлаждения и затвердевания образуется металлургическая связь. Поскольку соединение представляет собой смесь металлов, окончательная сварка потенциально имеет те же прочностные характеристики, что и металл деталей. Это резко контрастирует с процессами соединения без слияния (т.е. пайка, пайка и т.д.), в которых механические и физические свойства основных материалов не могут быть воспроизведены в месте соединения.

Рис.1 Базовая схема дуговой сварки

При дуговой сварке интенсивное тепло, необходимое для расплавления металла, создается электрической дугой , Дуга образуется между реальной работой и электродом (стержнем или проволокой), который вручную или механически направляют вдоль стыка.Электродом может быть стержень, который просто пропускает ток между наконечником и изделием. Или это может быть специально подготовленный пруток или проволока, которая не только проводит ток, но также плавит и подает присадочный металл к стыку. В большинстве сварочных работ при производстве стальных изделий используется электрод второго типа.

Базовая сварочная цепь
Базовая схема дуговой сварки проиллюстрирована на рис. 1. Источник питания переменного или постоянного тока, оснащенный любыми элементами управления, которые могут потребоваться, подключается рабочим кабелем к заготовке и » «горячий» кабель к электрододержателю какого-либо типа, который обеспечивает электрический контакт со сварочным электродом.

Дуга создается в зазоре, когда цепь под напряжением и наконечник электрода касаются заготовки и извлекаются, но все еще находятся в тесном контакте.

Дуга создает температуру около 6500 ° F на конце. Это тепло плавит и основной металл, и электрод, образуя лужу расплавленного металла, которую иногда называют «кратером». Кратер затвердевает за электродом по мере его перемещения по стыку. Результат — сплавление.

Дуговое экранирование
Однако для соединения металлов требуется нечто большее, чем просто перемещение электрода по стыку.Металлы при высоких температурах склонны вступать в химическую реакцию с элементами воздуха — кислородом и азотом. Когда металл в ванне расплава контактирует с воздухом, образуются оксиды и нитриды, которые снижают прочность и ударную вязкость сварного соединения. Поэтому многие процессы дуговой сварки обеспечивают некоторые средства для покрытия дуги и ванны расплава защитным экраном из газа, пара или шлака. Это называется дуговой защитой. Эта защита предотвращает или сводит к минимуму контакт расплавленного металла с воздухом. Экранирование также может улучшить сварной шов.Примером может служить гранулированный флюс, который фактически добавляет к сварному шву раскислители.

Рис. 2 Это показывает, как покрытие на покрытом (стержневом) электроде обеспечивает газовый экран вокруг дуги и шлаковое покрытие на горячем сварном шве.

На рисунке 2 показано экранирование сварочной дуги и ванны расплава стержневым электродом. Экструдированное покрытие стержня присадочного металла обеспечивает защитный газ в точке контакта, а шлак защищает свежий сварной шов от воздуха.

Сама по себе дуга — очень сложное явление. Глубокое понимание физики дуги не имеет большого значения для сварщика, но некоторые знания ее общих характеристик могут быть полезны.

Природа дуги
Дуга — это электрический ток, протекающий между двумя электродами через ионизированный столб газа. Отрицательно заряженный катод и положительно заряженный анод создают сильный нагрев сварочной дуги. Отрицательные и положительные ионы отскакивают друг от друга в плазменном столбе с ускоренной скоростью.

При сварке дуга не только обеспечивает тепло, необходимое для плавления электрода и основного металла, но при определенных условиях также должна обеспечивать средства для транспортировки расплавленного металла от кончика электрода к изделию. Существует несколько механизмов переноса металла. Два (из многих) примеров включают:

1. Surface Tension Transfer® — капля расплавленного металла касается ванны расплавленного металла и втягивается в нее за счет поверхностного натяжения
2. Spray Arc — капля выбрасывается из расплавленного металла на электрод наконечник с помощью электрического пинцета перемещает его в ванну расплава (отлично подходит для сварки над головой)

Если электрод является расходуемым, наконечник плавится под действием тепла дуги, и расплавленные капли отделяются и транспортируются к работе через столб дуги.Любая система дуговой сварки, в которой электрод расплавляется, чтобы стать частью сварного шва, описывается как металлическая дуга. При сварке углеродом или вольфрамом (TIG) капли расплава не попадают в зазор и не попадают на изделие. Присадочный металл вплавляется в стык из отдельного прутка или проволоки.

Большая часть тепла, выделяемого дугой, передается в сварочную ванну с плавящимися электродами. Это обеспечивает более высокую тепловую эффективность и более узкие зоны термического влияния.

Поскольку должен быть ионизированный путь для проведения электричества через зазор, простое включение сварочного тока с электрически холодным электродом, наложенным на него, не вызовет зажигания дуги.Дуга должна быть зажжена. Это вызвано либо подачей начального напряжения, достаточно высокого, чтобы вызвать разряд, либо прикосновением электрода к изделию, а затем его извлечением, когда контактная область нагревается.

Дуговая сварка может выполняться постоянным током (DC) с электродом либо положительным, либо отрицательным, либо переменным током (AC). Выбор тока и полярности зависит от процесса, типа электрода, атмосферы дуги и свариваемого металла.

Посмотреть больше статей о процессах и теории дуговой сварки

Посмотреть статьи с инструкциями по дуговой сварке

Посмотреть статьи о решениях для дуговой сварки

,

Что такое дуговая сварка? Как работает дуговая сварка?

Из этой статьи вы узнаете, что такое дуговая сварка и как работает дуговая сварка. Здесь вы также узнаете о различных типах дуговой сварки, сварочном оборудовании, преимуществах и недостатках и применении.

Что такое дуговая сварка?

Процесс соединения металла с металлом с помощью электрической дуги называется дуговой сваркой. В этом процессе сварки дуга используется для создания сильного тепла, и это тепло используется для соединения металлов вместе.Дуга возникает между двумя металлическими частями, и из-за выделяемого тепла металлы плавятся, и когда он остывает, образуется прочное сварное соединение.

• Источником питания при дуговой сварке является электричество (электрический ток). Используемый электрический ток может быть постоянным (DC) или переменным (AC).
• Область сварки защищена защитным газом, парами или шлаком. Защитный газ защищает зону сварки от атмосферного загрязнения.
• Может быть ручным, полуавтоматическим или полностью автоматизированным.
• Для сварки используются плавящиеся или неплавящиеся электроды.
• Этот вид сварки изобретен в конце 19 века. Во время Второй мировой войны он становится коммерчески важным в судостроении. В настоящее время его используют при производстве стальных конструкций и транспортных средств.

Различные типы дуговой сварки:

1. Дуговая сварка защищенного металла (SMAW)
2. Дуговая сварка металла в среде защитного газа (GMAW) или (MIG)
3. Дуговая сварка порошковой проволокой (FCAW)
4.Дуговая сварка под флюсом (SAW)
5. Газовая дуговая сварка вольфрамовым электродом (GTAW) или (TIG)
6. Плазменно-дуговая сварка (PAW)
7. Атомарно-водородная сварка (AHW)
8. Углеродно-дуговая сварка (CAW)
9. Электрошлаковая сварка (ESW)
10. Электрогазовая сварка (EGW)
11. Дуговая сварка шпилек

Принципиальная схема

Принципиальная электрическая схема дуговой сварки представлена ​​ниже:

Оборудование

Используемое различное оборудование:

1.Машина переменного или постоянного тока
2. Электрод
3. Держатель электрода
4. Кабели, кабельные разъемы
5. Отбойный молоток
6. Заземляющие зажимы
7. Проволочная щетка
8. Шлем
9. Защитные очки
10. Ручные перчатки
11. Фартуки, рукава и др.

Рабочая

• Сначала включите источник электроэнергии (переменного или постоянного тока).
• По мере того, как электрод приближается к основному металлу (на расстоянии 2-4 мм друг от друга), где должна выполняться сварка, между основным металлом и электродом возникает искра или дуга.
• Из-за дуги вырабатывается сильное тепло. Выделяемое тепло плавит основной металл, сердечник электрода (или в некоторых случаях присадочный материал) и покрытие флюса. Покрытие из флюса на электроде обеспечивает защитную среду (защитный газ) сварному шву от атмосферного загрязнения. Расплавленный металл или шлак осаждается между двумя соединяемыми металлическими частями и затвердевает. После затвердевания он образует прочную связь между двумя металлическими частями.
• Защитный газ используется для защиты расплава или сварного шва от атмосферного загрязнения.
• После завершения процесса сварки изделие (металлические детали) охлаждают, погружая его в соответствующую охлаждающую жидкость. Также его можно оставить для воздушного охлаждения.

Для лучшего объяснения посмотрите видео, представленное ниже:

Преимущества

• Обладает высокой производительностью и скоростью сварки.
• Обеспечивает лучшую сварочную среду.
• Обеспечивает стабильное качество сварного шва
• Образует прочную связь между соединенными металлами.
• Имеет простое сварочное оборудование.
• Источник питания не такой уж и дорогой.
• Это быстрый и надежный процесс.
• Оборудование может использоваться для выполнения нескольких функций.
• Легко переносится.
• Сварщики могут использовать стандартный внутренний ток.

Недостатки

• Требуется высококвалифицированный оператор.

Заявление

Это универсальный сварочный процесс.Это наиболее широко используемый сварочный процесс в мире из-за его простоты и высокой эффективности сварки. Практически во всех отраслях обрабатывающей промышленности дуговая сварка используется для получения прочных соединений. Сегодня это остается важным процессом в производстве стальных конструкций и транспортных средств. Он наиболее широко используется в автомобильной промышленности, строительстве, строительстве зданий, судостроении, авиакосмической промышленности, для технического обслуживания или ремонта.

Это все о дуговой сварке.Если вы обнаружите что-то неправильное, сообщите нам в комментариях. И если вы найдете эту статью информативной, не забудьте поставить лайк и поделиться ею.

,

Типы и принципы дуговой сварки | Дуговая сварка | Основы автоматизированной сварки

На этой странице описаны различные типы дуговой сварки, грубо разделенные на типы неплавящегося электрода и плавящегося электрода, а также принципы образования дуги и сварки.

Обязательно к прочтению всем, кто занимается сваркой! Это руководство включает в себя базовые знания о сварке, такие как типы и механизмы сварки, а также подробные знания, касающиеся автоматизации сварки и устранения неисправностей.Скачать

Дуговая сварка — это разновидность сварки плавлением, которая широко используется в различных областях промышленности.
Существует множество разновидностей дуговой сварки, которые выбираются в зависимости от характеристик материала, механизма оборудования и используемого газа. Дуговая сварка в среде защитного газа, в которой используется защитный газ для защиты сварного шва от атмосферы, такая как сварка TIG, сварка MIG и сварка MAG, широко используется благодаря простоте автоматизации.

Дуговая сварка, включая дуговую сварку в среде защитных газов, в общих чертах подразделяется на два типа: тип плавящегося (плавкого) электрода и тип неплавкого (неплавкого) электрода в зависимости от того, плавится ли сварочный пруток / проволока в процессе или нет.

Дуговая сварка

Расход электродов	Метод сварки
Неплавящийся (неплавкий) электрод типа	Сварка TIG Плазменная сварка
Плавкий электрод тип	Дуговая сварка в экранированном металле Сварка МАГ Сварка МИГ Электрогазовая дуговая сварка (EGW)

Приведенные выше классификации являются лишь примером.Существуют различные способы классификации типов, и некоторые из них могут отличаться от приведенной выше таблицы.

В дуговой сварке используется электрическое явление, называемое дуговым разрядом. Дуговый разряд — это явление электрического разряда газа и относится к току, выделяющемуся в воздухе. Когда напряжение, приложенное к двум пространственно разнесенным электродам, постепенно увеличивается, воздушная изоляция в конце концов разрушается, и между электродами течет ток, излучая одновременно яркий свет и высокую температуру. Генерируемый свет в форме дуги называется электрической дугой или дугой.Дуговая сварка — это сварка с использованием тепла дуги в качестве источника тепла.
При дуговой сварке на электрод (сварочный стержень / проволоку) подается положительное напряжение, а на основной материал — отрицательное напряжение. Это приводит к возникновению дуги от основного материала к электроду.
Выходной ток дуги составляет примерно от 5 до 1000 А, а выходное напряжение составляет примерно от 8 до 40 В. Температура дуги составляет примерно от 5000 до 20 000 ° C. Температура плавления железа около 1500 ° C. Следовательно, основной материал и электрод нагреваются до высокой температуры и сплавляются вместе.

Дом

,