Всё для надежной сварки
Печатная версия материала с сайта svarkainfo.ru - портала о сварке. При использовании материалов с сайта, пожалуйста, всегда указывайте источник или гиперссылку.
скрыть меню

Главная / Технологии / Ручная дуговая сварка

Ручная дуговая сварка

Покрытыми металлическими электродами

При ручной дуговой сварке покрытыми металлическими электродами, сварочная дуга горит с электрода на изделие, оплавляя кромки свариваемого изделия и расплавляя металл электродного стержня и покрытие электрода (рисунок 1). Кристаллизация основного металла и металла электродного стержня образует сварной шов.

Схема сварки покрытым металлическим электродом

[увеличить изображение]

Рисунок 1. Схема сварки покрытым металлическим электродом

Электрод состоит из электродного стержня и электродного покрытия (см. рисунок 1). Электродный стержень – сварочная проволока; электродное покрытие – многокомпонентная смесь металлов и их оксидов. По функциональным признакам компоненты электродного покрытия разделяют:

  • Газообразующие:
    • защитный газ;
    • ионизирующий газ;
  • Шлакообразующие:
    • для физической изоляции расплавленного металла от активных газов атмосферного воздуха;
    • раскислители;
    • рафинирующие элементы;
    • легирующие элементы;
  • Связующие;
  • Пластификаторы.

Техника выполнения шва и режим сварки

Зажигание сварочной дуги

Перед зажиганием (возбуждением) дуги следует установить необходимую силу сварочного тока, которая зависит от марки электрода, типа сварного соединения, положения шва в пространстве и др.

Зажигание (возбуждение) производиться двумя способами. При первом способе электрод подводят перпендикулярно к месту начала сварки и после сравнительно легкого прикосновения к изделию отводят верх на расстояние 25 мм. Второй способ напоминает процесс, зажигая спички. При обрыве дуги повторное зажигание ее осуществляется впереди кратера на основном металле с возвратом к наплавленному металлу для вывода на поверхность загрязнений, скопившихся в кратере. После этого сварку ведут в нужном направлении.

Применение того или иного способа зажигания дуги зависит от условий сварки и от навыка сварщика.

Положение и перемещение электрода при сварке

Положение электрода зависит от положения шва в пространстве. Различают следующие положения швов: нижнее, вертикальное и горизонтальное на вертикальной плоскости, потолочное. Сварку вертикальных швов можно выполнять сверху вниз и снизу вверх.

При сварке в нижнем положении электрод имеет наклон от вертикали в сторону направления сварки. Перемещение электрода при сварке может осуществляться способами "к себе" и "от себя".

При отсутствии поперечных колебательных движений конца электрода ширина валика равна (0,8 - 1,5) d электрода. Такие швы (или валики) называют узкими, или ниточными. Их применяют при сварке тонкого металла и при наложении первого слоя в многослойном шве.

Получение средних швов (или валиков), ширина которых обычно не более (2 - 4) d электрода, возможно за счет колебательных движений конца электрода. Основные варианты колебательных движений конца электрода показаны на рисунке 2.

Основные виды траекторий поперечных колебаний конца электрода

Рисунок 2. Основные виды траекторий поперечных колебаний конца электрода

Порядок выполнения швов

В зависимости от длины различают короткие (250 300 мм), средние (350 1000 мм) и длинные (более 1000 мм) швы.

В зависимости от размеров сечения швы выполняют однопроходными или однослойными, многопроходными или многослойными. Однопроходная сварка производительна и экономична, но металл шва недостаточно пластичен вследствие грубой столбчатой структуры металла шва и увеличенной зоны перегрева. В случае многослойной сварки каждый нижележащий валик проходит термическую обработку при наложении последующего валика, что позволяет получить измельченную структуру металла шва и соответственно повышенные механические свойства шва и сварочного соединения.

Расположение слоев при многослойной сварке бывает трех видов наложения; последовательное каждого слоя по всей длине шва, "каскадным" способом и способом "горки". Оба последних способа применяют при сварке металла значительной толщины (более 20 25 мм). При выполнении многослойных швов особое внимание следует уделять качественному выполнению первого слоя в корне шва. Провар корня шва определяет прочность всего многослойного шва.

Подбор силы тока и диаметра электрода

Силу сварочного тока выбирают в зависимости от марки и диаметра электрода, при этом учитывают положение шва в пространстве, вид соединения, толщину и химический состав свариваемого металла, а также температуру окружающей среды. При учете всех указанных факторов необходимо стремиться работать на максимально возможной силе тока.

Таблица 1 - Выбор диаметра электрода при сварке стыковых соединений

Толщина деталей 1,5-2,0 3,0 4,0-8,0 9,0-12,0 13,0-15,0 16,0-20,0 более 20
Диаметр электрода 1,6-2,0 3,0 4,0 4,0-5,0 5,0 5,0-6,0 6,0-10,0

Таблица 2 - Выбор диаметра электрода при угловых и тавровых соединений

Катет шва 3,0 4,0-5,0 6,0-9,0
Диаметр электрода 3,0 4,0 5,0

Силу сварочного тока определяют по формуле

Iсв=πdэ2*j/4,

где dэ - диаметр электрода (электродного стержня), мм;
j - допускаемая плотность тока, А/мм2.

Таблица 3 - Значения допускаемой плотности тока в электроде

Вид покрытия Допускаемая плотность тока j в электроде, А/мм2, при диаметре электрода dэ, мм
3 4 5 6
Рудно-кислое, рутиловое 14,0-20,0 11,5-16,0 10,0-13,5 9,5-12,5
Фтористо-кальциевое 13,0-18,5 10,0-14,5 9,0-12,5 8,5-12,0

При приближённых подсчётах величина сварочного тока может быть определена по одной из следующих формул:

Iсв=k*dэ

Iсв=k1*dэ1,5

Iсв=dэ*(k2+α*dэ)

где dэ - диаметр электрода (электродного стержня), мм;

k1, k2, α - коэффициенты, определённые опытным путём:

k1=20…25; k2=20; α=6.

Достоинства способа:

  • Простота оборудования;
  • Возможность сварки во всех пространственных положениях;
  • Возможность сварки в труднодоступных местах;
  • Быстрый, по времени переход от одного вида материала к другому;
  • Большая номенклатура свариваемых металлов.

Недостатки способа:

  • Большие материальные и временные затраты на подготовку сварщика;
  • Качество сварного соединения и его свойства во многом определяются субъективным фактором;
  • Низкая производительность (пропорциональна сварочному току, увеличение сварочного тока приводит к разрушению электродного покрытия);
  • Вредные и тяжёлые условия труда.

Рациональные области применения:

  • Сварка на монтаже;
  • Сварка непротяжённых швов.