Техника ручной электродуговой сварки
Правильное перемещение электрической дуги и правильное поддержание является главным залогом качественной сварки. Азотирование окисление расплавленного металла, разбрызгивание его капель, создание пористой структуры шва, происходит при слишком длинной дуге.
Качественный, ровный и красивый шов получается только при грамотном и правильном размере дуги и при равномерном ее перемещение. Оно может осуществляться по трем главным направлениям:
Вдоль оси электрода происходит поступательное перемещение сварочной дуги. При помощи этого движения можно поддержать требуемую длину дуги, которая зависит от скорости плавления самого электрода. По мере плавления одновременно с увеличением расстояния между варочной ванной и ним, его длина уменьшается. Чтобы такого не происходило, вдоль оси необходимо перемещать электрод, тем самым поддерживая необходимую постоянную длину электрической дуги
При этом очень важно поддерживать синхронность укорачивания электрода с его медленным перемещением в сторону сварочной ванны. По оси свариваемого шва продольное перемещение электрода в значительной степени способствует формированию ниточного сварочного валика, его толщина находится в прямом значении диаметра электрода и скорости его перемещения
Обычно ширина ниточного сварочного валика равна трем миллиметрам и превышает диаметр электрода
Это уже и есть сварочный шов, только он очень и очень узкий. Для того чтобы создать качественное и прочное соединение одного данного шва недостаточно. Поэтому, при медленном перемещении электродов вдоль оси сварочного шва нужно обязательно выполнять еще одно движение, с направлением и поперек сварочного шва. Использование поперечного движения электрода дает возможность добиться требуемой ширины шва. Его осуществляют колебательными возвратно поступательными движениями. Ширина данных поперечных колебаний электрода для каждого отдельного случая определяется только индивидуально, и в большой степени зависит от размера и положения шва, основных свойств свариваемых материалов, формы разделки, и требований которые обычно предъявляют к сварному соединению. Обычно, ширина шва колеблется в пределах от двух до пяти диаметров электрода.
В итоге все эти три движения накладываются друг на друга, создавая довольно сложную траекторию движений электрода. У каждого опытного мастера, на практике существуют свои навыки выбора движения и перемещения электродов. В любом случае, движение дуги необходимо выбирать так, чтобы кромки всех соединяемых деталей тщательно между собой проплавились, и образовали требуемое количество наплавленного металла и необходимую форму шва.
В процессе осуществления электродуговой сварки различных металлов электрод может почти полностью выгорать, остается очень маленький кусочек стержня в зажиме самого держателя. Если к этому самому моменту шов никак не удается закончить, то сварку следует временно остановить. После замены старого электрода следует очень тщательно удалить шлак и снова начать сварку.
Для того чтобы завершить оборванный шов, дугу необходимо зажечь на расстоянии двенадцати миллиметров от углубления которое образовалось на конце шва и носит название кратера. Для этого следует вернуть электрод к кратеру с целью образования сплава старого и нового электрода, а затем следует, начинает его передвигать по первоначальному выборному пути.
Основные преимущества электрической ручной дуговой сварки:
Технология ручной дуговой сварки покрытыми электродами
Технология ручной дуговой сварки включает в себя следующие операций: разделку и подготовку сварочных кромок, возбуждение сварочной дуги, перемещение электрода в время сварки, порядок наложения сварных швов в зависимости от марки материалов и конструкции сварных соединений.
Ручная дуговая сварка требует качественной подготовки кромок и прилегающий поверхности свариваемых деталей. Механическую обработку и зачистку, свариваемых деталей выполняют на станках или вручную. Свариваемые кромки зачищают до металлического блеска, не должно быть следов ржавчины, рыхлого слоя окалины грязи, масляных пятен, потому что недостаточно качественная подготовка приведет к дефектам и как следствие уменьшению прочностных характеристик сварного соединения. Обязательной зачистке подлежат свариваемые кромки и прилегающая к ним поверхность металла шириной не менее 20 мм;
Форма подготовки кромок под ручную дуговую сварку покрытыми электродами устанавливается стандартами на конструктивные элементы сварных соединений в зависимости от толщины деталей. Угол скоса кромок, притупление и зазор между соединяемыми деталями должны быть равномерными и не выходить за пределы установленных допусков.
Конструктивные элементы сварных соединений
Сборочно-подготовительные работы следует проводить в таком порядке, чтобы конструкция располагалась удобно для работы и проведения сварки в нижнем положении. Все изделия, поступающие на сборку, должна проверятся на соответствие чертежам и правильности подготовки кромок под сварку. Для предотвращения в процессе сварки деформаций сборку следует проводить на прихватках или в жестко закрепленных кондукторах. Для прихватки применяются те же электроды что и для сварки если иное не оговорено в технической документации. Длина прихваток должна быть не менее 50 мм с шагом не менее 500 мм. Для избежания дефектов в конце сварки необходимо использовать выводные планки.
Зажигание сварочный дуги производится двумя способами, сварщик касается концом покрытого электрода до поверхности свариваемого изделия, или чиркает концом электрода по поверхности металла и быстро отводит его в сторону примерно на 2-4 мм. Так возбуждается дуга. При сварке длину дуги следует поддерживать постоянной, минимально возможной, для чего сварщик подает покрытый электрод по мере его плавления. Слишком длинная дуга не обеспечивает необходимой глубины проплавления основного металла, идет чрезмерно сильное разбрызгивание металла, и плохая защита от атмосферного воздуха, в результате возможно образование недопустимых дефектов. Короткая сварочная дуга обеспечивает, мелко капельный перенос металла, покрытый электрод расплавляется равномерно процесс сварки идет более стабильно чем при длинной дуге.
Если сварочная дуга обрывается, следует зачистить место обрыва. Возобновлять сварку следует отступив от места обрыва 5 — 10 мм на ранее наплавленный валик, и тщательно заварить кратер образовавшийся в месте обрыва.
При сварке электрод нужно держать под определенным углом к свариваемым деталям. Наклон электрода зависит от пространственного положения, толщины и марки основного металла, диаметра электрода его вида и толщины покрытия.Сварку можно вести слева направо, справа налево,от себя и к себе. Независимо от направления сварки электрод должен быть наклонен к оси шва так, чтобы основной металл проплавлялся на наибольшую глубину и правильно формировался шов.
Во время сварки следуют соблюдать режимы сварки установленные в технической документации.
Нюансы сварочных работ
Электродуговая сварка может преобразовывать электрическую энергию в тепловую. И это ее главная особенность. Дуга нагревается до температуры в 6000-8000 градусов по Цельсию, что дает возможность расплавлять практический любой металл или сплав. Сама дуга окружена ореолом. На поверхности электрода температура несколько снижается и составляет около 4000 градусов по Цельсию.
Во время сварки на поверхности детали формируется ванна раскаленного и расплавленного металла с небольшой ямкой. При этом дуга имеет длину 2-6 мм. Это нормальное рабочее расстояние почти для всех видов бытовых и некоторых промышленных сварных работ.
Сварку выполняют короткой дугой, так как при длинной дуге начинается сильное разбрызгивание, шов прерывается и происходит плохая спайка металла.
Если работы ведутся угольным электродом, то длина электрической дуги может быть порядка 20 миллиметров.
Как уже говорилось, электродуговая сварка может использовать переменный или постоянный ток. При переменном токе электрическая дуга слаба и неустойчива. Для улучшения ее качества увеличивают силу тока. Поэтому необходимо следить за напряжением при варке определенных изделий. Например, если сваривают мелкие детали, то есть опасность их прожечь.
При постоянном токе дуга стабильна, что позволяет сваривать мелкие и тонкие металлоконструкции.
Особенности технологии
Техника и технология дуговой ручной сварки основывается на создании замкнутого контура, по которому проходит ток разного вида – постоянного, переменного или высокочастотного импульсивного типа. Образование дуги происходит во время моментальной подаче напряжения к электроду после его касания со свариваемой металлической поверхностью.
Тепло, которое необходимо для плавления кромок, получают от электрической дуги. В зоне действия дуги происходит образование области жидкого расплава, в которой возникает перемешивание металла обеих заготовок. Во время остывания они кристаллизуются, образуют единое целое, а именно сварной шов. Данную область расплава, перемещающуюся вслед за электродом и дугой вдоль линии шва, называют сварочной ванной.
Металлический стержень электрода покрывают специальным составом, который называется флюсом. Во время сильного нагревания он расплавляется, образует инертный газ, который формирует защитное облачко над рабочей зоной и предотвращает окислительные процессы при взаимодействии расплава с кислородом.
Для поддержания электродуги на держатель и на заготовки подается напряжение от источника.
Важно! Технологический процесс ручной дуговой сварки обычно проводится с использованием постоянного или переменного тока. Для этого применяются специализированные или универсальные источники
Технология выполнения ручной дуговой сварки цветных металлов и сплавов, которые проявляют высокую химическую активность в нагретом состоянии, выполняется в атмосфере специально подаваемых газов с защитным действием в рабочую зону.
Имеется несколько основных приемов и движений стержней относительно поверхностей:
- затягивание отверстий и прожогов «перетаскиванием». Во время этого процесса расплавленная металлическая смесь натягивается с поверхности на поверхность при помощи электродов;
- сварочный процесс «полумесяцем» или «зигзагом».
Обычный балансный инвертор с мощностью 220 В при номинальном повышении тока может применяться для разрезания листовых металлических заготовок, а также в виде прутка. При стандартном режиме аппарат используется для сварочного процесса.
Чтобы выполнение ручной дуговой сварки было правильным, а шов качественным, стоит запомнить несколько важных правил:
- Подача тока должна осуществляться постоянно.
- Все поверхности и электроды должны быть в сухом состоянии, иначе сварочная ванна начнет искрить, а шов будет кривым и непрочным.
- Сварочный кабель не должен иметь трещин, повреждений, обрывов. В противном случае ток перейдет в фазу, и электрод залипнет в сварочной ванне. В результате это приведет к замыканию и порче сварного шва под воздействием раскаленного электрода.
Термический класс сварки
При помощи тепловой энергии, поверхности заготовок, деталей плавят локально. Тепло получают при помощи различных методов, ниже они рассмотрены подробно.
Дуговая сварка
Этот вид наиболее популярен. Для сварочной дуги применятся постоянный, переменный или пульсирующий ток. Дуга производится за счет мощного разряда. Электрод соприкасается с металлом, производится короткое замыкание, при этом инструмент отводится не более чем на 5 мм, за счет такого непрерывного воздействия и происходит нагрев металла. Устойчивость дугового заряда происходит за счет ускорения электродов в электромагнитном поле, затем возникает ионизация газового соединения между анода с катодом.
Газовая сварка
Газовая сварка – это вид сварки плавлением с дополнительным применением газов – кислорода, ацетилена. Тепло, выделяемое в процессе горения газов плавит поверхности вместе с присадочным материалом, тем самым формируя сварочную ванну. Подача газа регулируется с помощью редуктора на баллоне.
Электродуговая сварка
Принцип работы электрической дуговой сварки основан на расплавлении металлов под воздействием электрической дуги. Электрическая дуга образуется за счет увеличения напряжения между двумя электродами, в результате которого происходит электрический пробой. Основа технологического метода электродуговой сварки состоит в коротком замыкании, а если быть точнее, то в насыщении межатомного пространства электрически заряженными частицами. В момент соприкосновения между электродом и изделием протекает ток, возникающая электрическая дуга, температура которой достигает 7000°С, расплавляет металл и образует сварочную ванну.
Ручная дуговая сварка
Аппараты для ручной дуговой сварки широко распространены в быту из-за относительной недороговизмы аппаратов. Так же для этого метода не требуется газ или флюс, так как их функции выполняет электрод. Принцип дуговой сварки сохранен: плавление поверхностей происходит за счет касание электрода к металлическому изделию, которое образует короткое замыкание и происходит зажигание дуги.
Сварка неплавящимся электродом (TIG)
Данная технология схода с газовой сваркой, суть ее заключается в следующем: электрическая дуга зажигается в атмосфере инертного газа между электродом и материалом, таким образом расплавляя металл и присадочный материал. Электрод изготавливают из тугоплавких металлов – вольфрама, циркония, гафния. Данная технология требует высокой квалификации от специалиста.
Сварка в защитных газах
Данный вид сварки может выполняться как плавящимся электродом, так и неплавящимся. Для неплавящихся электродов нужна присадка, а плавящийся электрод сам участвует в процессе создания шва. Инертные газы применяются для обеспечения устойчивости работы дуги. Выбор газа определяет состав свариваемого изделия. Газ подается либо центрально, либо сбоку при повышенных мощностях.
Сварка под флюсом
Применения флюса необходимо для поддержания ровного горения дуги и при формировании сварного шва влияет на его химический состав. Разные составы флюса имеют разные стабилизирующие свойства. Варьируя содержание углерода, серы, марганца и других можно регулировать прочность и устойчивость к холоду.
Гипербарическая сварка
Гипербарическая сварка – это сварка в условиях повышенного давления, например, в воде, либо специально созданной сухой среде. При подводной сварке используется водонепроницаемый электрод который расплавляется и попадает на металл с помощью газового пузыря. Подводная сварка – это один из самых сложных видов работ, которая помимо всего прочего обладает повышенной опасностью поражения электрическим током.
Назначение
Ручная дуговая сварка MMA пользуется широкой популярностью. Ее применяют при сваривании конструкции разного назначения и размера. Она может использоваться при выполнении обычных работ в доме, на даче, а также в более широких масштабах – а производстве при изготовлении огромных изделий из металла.
Среди главных областей промышленности, где применяют данный вид сварочной технологии, можно выделить:
- разные сервисные и ремонтные работы, к примеру, автомобильная техника;
- сваривание трубных конструкций для воды, газа, нефтяных продуктов;
- кораблестроение (сварка листов корпуса);
- многие разновидности машиностроения.
РД сварочные работы часто применяются для проведения наплавок на поверхность деталей иных видов металла. Этот метод нашел широкое применение в бытовых условиях, его часто используют для сваривания беседок, скамеек, мангалов, качелей, применяют для ремонта изделий из металлической основы.
Преимущества и недостатки
Что такое дуговая сварка мы рассмотрели, но все же пред тем как приступать к этому процессу, стоит узнать его положительные и негативные качества. Эта технология пользуется высокой популярностью, она прекрасно подходит для разных областей производства. При помощи нее можно производить сваривание разных видов металлов, использовать для ремонта важных металлических конструкций.
РД сварка имеет другие не менее важные положительные особенности:
Способ сварки РД требует применения недорогих и простых сварочных аппаратов тип РДС. Они обладают компактными размерами и легким применением. Для работы нет необходимости использовать дополнительные средства защиты для сварочной зоны в виде флюса или газовых смесей. С данной функцией отлично справляются электроды. Вид сварки РД позволяет производить работы в любых условиях – на улице, в цехах, на ветру, под плавящимся солнцем
Это имеет особую важность при проведении работ в «полевых» условиях. Ручная сварка отлично подходит для работы с разными видами металлов. Ее можно применять для углеродистых, легированных сталей, чугуна, алюминия, меди
Сварка может применяться для металлических изделий, толщина которых может быть 2-3 сантиметра. Этот вид сварочного процесса обладает простой технологией, с ней может справиться даже неопытный сварщик
Ее можно применять для углеродистых, легированных сталей, чугуна, алюминия, меди. Сварка может применяться для металлических изделий, толщина которых может быть 2-3 сантиметра. Этот вид сварочного процесса обладает простой технологией, с ней может справиться даже неопытный сварщик.
Однако стоит помнить, что технология ручной дуговой сварки имеет отрицательные качества:
- Проведение ручного дугового сварочного процесса требует постоянные перерывы в работе. Они необходимы для смены расплавленного электрода на новый.
- При отсутствии опыта или во время сваривания толстых металлических изделий может наблюдаться чрезмерный расход электродов. Замена производится, когда длина электрода достигает 5 см и меньше.
- Технология ручной дуговой сварки плавящимся электродом сопровождается образованием шлака. Он оказывает положительное влияние на состояние сварочного процесса, шлак защищает область сварной ванный от кислорода. Однако после работы поверхность необходимо будет хорошо очистить, и это может вызвать некоторые сложности.
- Качество сварных соединений напрямую зависит от квалификации сварщика.
- Ручная сварка по сравнению с другими методами сваривания имеет низкий КПД и относительно невысокую производительность.
- При помощи ручной дуговой наплавки угольным электродом не получится сварить изделия из оловянной или цинковой основы, а точнее все металлы, имеющие низкую температуру плавления. Это связано с тем, что при проведении сварки электрической дугой отмечается сильное повышение коэффициента тепловложения.
7. Ручная дуговая сварка плавящимся электродом не предназначена для работы с титаном, танталом и любыми другими видами металла, которые имеют активные химические свойства. Стержневые элементы не смогут предотвратить окисление области шва. 8. Во время проведения сварки ток проходит по всей длине электрода. Если его показатели будут высокими, то стержень перегреется и сварное покрытие разрушится.
Важно! Перед тем как начинать сварочный процесс необходимо не только узнать что такое ручная дуговая сварка, но также нужно научиться пользоваться оборудованием. Желательно предварительно пройти обучение, научится выставлять правильные режимы для определенных видов металла
От этого зависит прочность и качество сварного шва
От этого зависит прочность и качество сварного шва.
Процесс сварки
Вне зависимости от количества видов сварки существуют 3 основных этапа процесса сварки, присущей всем технологическим разновидностям, это:
- Формирование контакта;
- Образование связи;
- Создание шва.
Формирование контакта
Формирование контакта происходит в результате доведения металла до температуры плавления или кипения, главное не перепутать сварочную ванну с плавкой железа.
Образование химической и металлической связи
Второй, наиболее важный шаг – образование сварочной ванны, она всегда выглядит одинаково вне зависимости от вида сварки. Ванна возникает в результате сплавления металла и вспомогательного материала, к примеру электрода под воздействием, температуры, на вид как белое пятно. От ширины и длины этого пятна зависит качество шва.
Создание и типы прочного соединения
Основными качественными характеристиками швов являются их ширина и высота.
По типу соединения выделяют (самые распространенные):
- стыковые – детали в одной плоскости (сваривают трубы, листы и тд).
- нахлесточные – детали располагаются параллельно, только одна идет внахлест к другой (сваривают листы, толщина которых не более 12 мм).
- торцовые – сваривают 2 торца элементов.
- угловые – элементы располагаются под углом друг к другу.
Приварим намертво, недорого, звоните
Прихватка конструкций перед сваркой.
Основные способы сварки – частое, но неверное определение классификации в данном контексте. Правильнее будет «самые популярные».
Перед вами тройка заслуженных призеров:
- Ручная дуговая — золото.
- Газовая — серебро.
- Полуавтоматическая — бронза.
Каждый призер относится к разным сварочным семействам, по идее их лучше описывать на своих законных местах вместе с близкими «родственниками». Но мы поступим неправильно – представим сварочных чемпионов в начале обзора.
Ручная дуговая сварка РД
Народная любимица №1, самый распространенный вид в быту и в промышленности. Три главных слова в РД – простота, дешевизна, транспортабельность. Физика процесса заключается в плавке специального покрытого электрода, который оставляет за собой след в виде варочного шва. Электроды применяются разные, в зависимости от металла. Дуга – это расстояние между электродом и поверхностью металла, который играет роль второго электрода.
По сути дуга представляет собой сильнейший разряд в газовом пространстве (воздухе). При РД плавятся три предмета: края двух соединяемых поверхностей с электродом. Чем лучше смешиваются продукты тройной плавки (для этого электрод двигают влево и вправо), тем качественнее шов.
Сварка РД имеет серьезные преимущества перед другими видами:
- способу РД легко научиться;
- варить можно в любых положениях в пространстве;
- варить можно самые разные металлы, в продаже есть электроды на любой вкус;
- доступное транспортабельное оборудование
Газовая сварка
Народная чемпионка №2, заслуженная серебряная медаль. Вот когда сварщики возят с собой газовые баллоны: им нужна смесь кислорода с каким-нибудь горючим газом – ацетиленом, пропаном или бутаном. Физика процесса – тоже плавление, но тепло подается не электродом, а газовой горелкой. Металл поверхностей плавится факелом горелки, процесс происходит плавно и довольно медленно. Чем толще слой металла, тем медленнее он плавится.
В чем газовая сварка лучше других способов:
- отлично варятся цветные металлы;
- оборудование проще, чем электрических методов;
- возможность контролировать смесь и пламя;
- не нужен мощный источник энергии, метод автономен.
Без минусов не обойтись, «газовые» недостатки следующие:
- очень медленный нагрев поверхностей;
- низкая концентрация тепла из-за рассеивания;
- высокая стоимость электричества.
По стоимости электричества дуговые способы могут поспорить с газовыми: при РД электричество тоже тратится нещадно. Но в итоге газовый метод из-за своей «тихоходности» обходится значительно дороже.
Важно! Там, где есть пара слов «горючий газ», обязательно присутствует вторая пара «техника безопасности». Правила по безопасности хорошо регламентированы, но выполнение требований несет дополнительные затраты денег и времени
Кстати, газовой сварке больше 100 лет – вот она, нержавеющая классика, аплодисменты.
Полуавтоматическая сварка
Классификация сварочной дуги.
Бронзовый чемпион, замыкает популярную тройку, но по своим перспективам легко обойдет первых призеров. По сути это вид знакомого нам дугового вида, прогрессивная эволюция РД. Отличается большим количеством технологических нюансов, вариантов, инструкций. Нам достаточно знать то, что «автоматическая часть» метода – это подача сварочной проволоки.
Ручная часть – сам процесс сварки с контролем подачи проволоки. Варить можно с газом (углекислым газом для новичков, аргоном для профессионалов), можно без газа, с подачей прямого тока. Вариант без газа любят в гаражах и на дачных участках, в этом случае нужна специальная порошковая или флюсовая проволока. Когда она горит, образуется газ с парами, которые защищают область горения.
Полуавтомат – безальтернативный метод на СТО: кузовные работы проводятся только с его помощью. В полуавтомате используются газ и специальная проволока вместо привычного электрода. Газ из горелки с проволокой подаются в сварочный рукав. В итоге процесс защищен от воздействия внешней среды. Режимы процесса определяет сварщик в зависимости от толщины металла.
У полуавтоматического метода серьезные преимущества перед другими видами:
- отличное качество шва;
- высокая скорость работы;
- удобство в работе;
- варятся как цветные и черные металлы;
- можно варить заржавевшие или оцинкованные металлы;
- широкий выбор материалов, скромные финансовые затраты.
