Ручная дуговая сварка определение

При создании металлоконструкций широко применяется ручная дуговая сварка.

Она представляет собой процесс создания неразъемного соединения посредством расплавления металла электрической дугой.

Сущность процесса сварки

Сварка заключается в создании дуги между покрытым защитным слоем электродом и сварочной ванной. Поджиг производится посредством быстрого касания и отведения на небольшое расстояние от поверхности детали металлического стержня. От высокой температуры появившейся дуги он расплавляется и образует сварной шов. Вместе с электродом расплавляется его покрытие, образуя защиту из газа и шлака, предохраняющую металл от окисления. После каждого этапа сварки шлаковый налет удаляется с поверхности шва.

Ограниченная длина электрода вызывает прерывание процесса сварки, так как постоянно приходится менять его на новый. Перерывы в работе являются причиной образования в сварном шве дефектов.

Изготовителем электродов указываются рекомендуемые пределы изменения величины требуемого тока, зависящие от свойств покрытия, толщины стержня и положения сварки.

При разогреве стержня обмазка плавится тоже, создавая поток газа, направленного к сварочной ванне. В результате в нее переносятся капли расплавленного металла. Движение газа настолько интенсивно, что он перемещает металл снизу вверх при сварке в потолочном положении.

Тип и толщина свариваемых деталей

Ручная дуговая сварка применима к нелегированным и легированным сталям толщиной до 50 мм в производстве единичных или мелкосерийных изделий. Тонкий металл (менее 1,5 мм) быстро проплавляется и «проваливается» до появления сварочной ванны. Для него нужны специальные приспособления.

Прочность сварочного соединения металла снижается с увеличением содержания в нем углерода.

Выгодно использовать ручную сварку для изделий толщиной 3-20 мм. Исключением являются единичные швы сложной конфигурации.

Характеристики электродов

Для электродов подбирают специальные материалы стержня и обмазочного слоя, содержащего шлакообразующие, стабилизирующие и другие вещества.

Назначения покрытия следующие.

  1. Производство шлака, который обволакивает сварочную ванну и расплавленные капли металла, предохраняя их от окисления кислородом воздуха и влияния паров воды.
  2. Образование защитного газа, образующегося при сгорании органической составляющей покрытия.
  3. Выполнение раскисления металла шва. Кроме того, в обмазке могут находиться легирующие добавки, переходящие из шлака в капли металла.

Электроды для ручной дуговой сварки имеют определенный тип, соответствующий заданным механическим характеристикам наплавленного металла. Буква Э с числом в обозначении его типа указывает на величину временного сопротивления (кг/мм 2 ). Наличие буквы А характеризует высокие пластичность и ударную вязкость.

Положение сварки в пространстве

Сварка допускается во всех положениях, но самым удобным является нижнее, для которого не требуется высокая квалификация исполнителя. Здесь могут применяться электроды больших диаметров, а ток может быть высоким, что позволяет процесс сделать более производительным. При потолочном и вертикальном положениях шва капли металла держатся только за счет поверхностного натяжения. Размер сварочной ванны уменьшается и требуется меньший диаметр электрода.

Условия работы сварщика

Процесс электросварки может производиться в самых разных условиях: в помещениях, на открытом воздухе, на конструкциях, трубопроводах и других объектах. При этом не требуется подача воды, газа, а из применяемых материалов требуются только электроды. Для работы требуется источник питания. Кабели могут удаляться от него на большое расстояние. При этом растут энергетические потери на их нагрев. В отдаленных местах могут использоваться электрические генераторы с приводом от двигателя, работающего на бензине или дизельном топливе.

Снег, дождь и ветер являются помехами, и от них требуется защита рабочей зоны.

Тип сварочного тока

Ручная дуговая сварка осуществляется на переменном или постоянном токе. Для этого применяются специальные электроды, но они могут быть универсальными, предназначенными для обоих типов тока.

Постоянный ток позволяет создать более стабильную дугу, и работать с ним удобней. Расплавленный металл имеет лучший смачивающий эффект, а шов формируется равномерный. Поэтому для сварки мелких изделий или тонких листов этот способ необходим.

Дефекты сварных соединений

К качеству соединений в металле предъявляются технические требования и устанавливаются нормы. Если от них имеются отклонения, которые приводят к снижению работоспособности конструкций и надежности, то появляются дефекты. По причинам возникновения их разделяют на две группы. К первой относятся дефекты, возникающие в процессах кристаллизации металла, а также его остывания: трещины, поры, включения шлака, ухудшение свойств металла на швах и рядом с ними. Во 2-ю группу входят дефекты, связанные с неправильной подготовкой и нарушением режима сварки: подрезы, непровары, наплывы, прожоги, кратеры, отклонения швов от расчетных размеров.

Ручная дуговая сварка: соединения сварные

Для создания надежного соединения, когда толщина металла не менее 7 мм, необходимо подготовить кромки заготовок. С их помощью обеспечивается полный провар заготовок.

На тонком металле делается 1 или 2 шва, а на больших толщинах сначала выполняется корневой проход, а затем полость заполняется наплавляемыми валиками.

ГОСТ «Ручная дуговая сварка» (5264-80) регламентирует, как разделывать края деталей в зависимости от того, какой выбран тип соединения. По форме, различают V, К, Х-образные кромки. Шов может выполняться с одной или двух сторон.

Кромку можно срубить зубилом, но качество достигается самое низкое. Ровные и чистые они получаются на специальных строгальных или фрезерных станках. Если это сделать невозможно, используют кислородную резку.

Особое внимание уделяется очистке кромок от ржавчины, окалины и прочих загрязнений. Это делается стальной щеткой. Для облегчения применяют предварительный подогрев участков пламенем газовой горелки.

Типы сварных соединений определяются взаимным расположением деталей и могут быть следующими:

ГОСТ «Ручная дуговая сварка. Соединения сварные» (5264-80) различает типы швов по положению в пространстве.

  1. Нижний — самый простой и надежный. Детали располагаются под электродом. Здесь важно не проплавить заготовки.
  2. Горизонтальный — деталь располагается под углом 0-60 0 , а сварка ведется в горизонтальном направлении.
  3. «В лодочку» — установка детали под наклоном и сварка в угол.
  4. Вертикальный — шов делается снизу вверх. Работа усложняется из-за стекания металла.
  5. Потолочный — шов располагается сверху. Сварка ведется короткими импульсами при пониженном токе.

Швы на готовых изделиях проверяются на соответствие требованиям ГОСТ. Ручная дуговая сварка не должна приводить к образованию дефектов, а геометрические и механические характеристики соединений необходимо поддерживать в заданных пределах.

Сварочное оборудование

Оборудование для ручной дуговой сварки — это прежде всего специальный аппарат, которым может быть:

  • трансформатор;
  • трансформатор с выпрямителем;
  • инвертор.

Особую популярность приобрели сварочные инверторы. Функции форсирования дуги и антиприлипания позволяют делать относительно качественные швы даже новичкам. Высокая стоимость не останавливает покупателей, благодаря высоким техническим характеристикам и большей надежности.

На рынке можно купить профессиональные устройства с высокой производительностью и для бытового применения, когда нет необходимости в непрерывной работе.

Технология ручной дуговой сварки

Для ручной сварки сначала производится розжиг касанием или чирканьем. Затем электрод отводится на небольшое расстояние, чтобы дуга постоянно горела. Технология ручной дуговой сварки заключается в перемещении стержня в трех плоскостях:

  • приближение и удаление электрода от поверхности заготовки колебательными движениями;
  • движение в направлении формирования шва;
  • формирование валика металла перемещением электрода поперек оси шва.

Сварка труб ручной дуговой сваркой

Для труб применяются обычные способы соединения и положения шва. Они должны соответствовать ГОСТ «Ручная дуговая сварка. Соединения сварные» (5264-80). К соединениям труб предъявляются особые требования, чтобы они были герметичными и выдерживали заданное давление перекачиваемой среды.

Сварка производится большей частью встык, и для этого сначала делают прихватку в 4 местах трубы. Если ее диаметр превышает 300 мм, расстояние между участками сварки составляет около 200 мм. Длина прихваток составляет около 50 мм. После выполняют сварку трубы по всей окружности.

Заключение

Ручная дуговая сварка производится для соединения деталей в мелкосерийном и единичном производстве. Для получения качественных соединений необходимо иметь подходящий аппарат и электроды, а также обладать навыками подготовки деталей и выполнения сварки.

Источник: www.syl.ru

Всё, что вы хотели знать о дуговой сварке

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.

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.

Читать еще:  Как пользоваться мебельными стяжками

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.

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!

Источник: svarkaed.ru

Ручная дуговая сварка

Общие сведения, классификация, технологические возможности

При РДС (ручной дуговой сварке) зажигание дуги, поддержание ее длины во время сварки, перемещение вдоль свариваемых кромок и подача электрода в зону горения дуги по мере его расплавления осуществляется сварщиком вручную. Качество сварки соединения во многом зависит от квалификации сварщика: умения быстро зажигать дугу, поддерживать необходимую ее длину, равномерно перемещать дугу вдоль свариваемых кромок, выполнять требуемые колебательные движения электрода при сварке, сваривать шов в разных пространственных положениях.

По количеству электродов ручная дуговая сварка подразделяется на одно-, двух- и многоэлектродную (пучком электродов). По роду применяемого тока: на сварку при постоянном и переменном токе. Сваривать можно однофазной и трехфазной дугой.

Наиболее широкое распространение получила сварка металлическим плавящимся электродом на постоянном и переменном токе.

Другие методы ручной дуговой сварки применяются или для повышения производительности труда (например, сварка пучком электродов), или для получения определенных типов швов сварных соединений (например, при сварке с отбортовкой кромок), или при сварке легированных сталей, цветных металлов и их сплавов (например, сварка вольфрамовым электродом).

Технология ручной дуговой сварки

Свариваемые материалы

С помощью РДС, как правило, свариваются стали: углеродистые обыкновенного качества (по ГОСТ 380—88); углеродистые качественные конструкционные с нормальным (марок 10, 15 и 20) и повышенным (марок 15Г и 20Г) содержанием марганца (ГОСТ 1050—74 и ГОСТ 4543—71 соответственно); низколегированные (ГОСТ 19282—73; ГОСТ 19281—73); легированные конструкционные (ГОСТ 4543—71); теплоустойчивые (ГОСТ 20072—88); высоколегированные, а также жаростойкие и жаропрочные Fe—Ni сплавы) по ГОСТ 5632—72. Кроме того, с помощью РДС возможна сварка чугуна и цветных металлов (Al, Cu и их сплавов).

Читать еще:  Как правильно измерять температуру пирометром

Электроды для РДС и примеры их промышленного применения

Для РДС плавящимся электродом применяют электроды, представляющие собой стержни из сварочной проволоки (длиной 0,225—0,450 м) с электродным покрытием. Покрытие наносят с целью: поддержания устойчивого горения дуги; защиты зоны сварочной дуги от воздействия O2 и N2 воздуха; образования на поверхности сварочной ванны и металла шва слоя шлака, защищающего ванночку от доступа воздуха и замедляющего охлаждение шлака; раскисления металла шва и его легирования.

Для изготовления электродных стержней применяют проволоку из стали и цветных металлов. При сварке чугуна, бронзы и некоторых других металлов применяют также литые электродные стержни.

По ГОСТ 2246—70 холоднотянутая сварочная проволока маркируется следующим образом: малоуглеродистая — Св-08, Св-08А, Св-08АА, Св-08ГА и СВ-10Г2; легированная — Св-08ГС, Св-12ГС, Св-08Г2С, Св-10ГН, Св-08ГСМТ и т. д. (всего 30 марок); высоколегированная Св-12Х11НМФ, Св-10Х11НВМФ, Св-12X13, Св-20Х13, Св-06Х14, Св-08Х14ГНТ и т. д. (всего 41 марка).

Общие требования к электродам

Согласно ГОСТ 9466—75 по назначению электроды подразделяются для сварки: У — углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с σв≤600 МПа; Л — легированных конструкционных сталей с σв≤600 МПа, Т — легированных теплоустойчивых сталей, В — высоколегированных сталей с особыми свойствами.

Электроды для сварки стали подразделяются на типы — по ГОСТ 9467—75 и ГОСТ 10052—75 и на марки — по стандартам или ТУ (при этом каждому типу электрода может соответствовать одна или несколько марок).

По толщине покрытия в зависимости от отношения D/dэ (D — диаметр покрытия, dэ — диаметр электрода, определяемый диаметром стержня) электроды подразделяют:

М — с тонким (D/dэ≤1,20), С — со средним (l,20 э≤1.45), Д — с толстым (l,45 э≤l,80) и Г — с особо толстым (D/dэ>1,80) покрытием.

В зависимости от покрытия электроды подразделяют на виды: А (кислое покрытие), Б (основное покрытие), Ц (целлюлозное), Р (рутиловое) и П (покрытия прочих видов). При покрытии смешанного вида используют соответствующее двойное обозначение. При наличии в покрытии железного порошка в количестве >20 % к обозначению вида покрытия добавляется буква Ж.

По допустимым пространственным положениям сварочные электроды подразделяют на группы: 1 — для всех положений; 2 — для всех положений, кроме сварки вертикальной «сверху вниз»; 3 — для нижнего, горизонтального на вертикальной плоскости и вертикального «снизу вверх»; 4 — для нижнего и нижнего «в лодочку».

По роду и полярности применяемого Iсв, а также по номинальному напряжению Uх.х используемого источника питания сварочной дуги переменного тока частотой 50 Гц электроды подразделяют в соответствии с табл. 1.1.

Структура условного обозначения электродов согласно ГОСТ 9466—75 показана на рис. 1.1. Полное условное обозначение электрода должно быть указано на этикетках или в маркировке коробок, пачек и ящиков с электродами.

Типы покрытых электродов для сварных конструкционных и теплоустойчивых сталей

Требования к металлическим покрытым электродам для РДС углеродистых, низколегированных и легированных конструкционных, а также легированных теплоустойчивых сталей устанавливает ГОСТ 9467—75.

Электроды для сварки конструкционных сталей подразделяют на следующие типы по механическим свойствам металла шва, наплавляемого металла и сварных соединений при нормальной температуре:

— Э38, Э42, Э46 и Э50 —для сварочных углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с σв≤500 МПа;

— Э42А, Э46А и Э50А —для сварочных углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с σв≤500 МПа, когда к металлу шва предъявляют повышенные требования по пластичности и ударной вязкости;

— Э55 и Э60 — для таких же сталей с σв = 500÷600 МПа;

— Э70, Э85, Э100, Э125, Э150 —для сварочных легированных конструкционных сталей повышенной и высокой прочности с σв≥600 МПа.

Химический состав металла, наплавленного электродами указанных выше типов, должен соответствовать требованиям стандартов или ТУ на электроды конкретных марок. Механические свойства металла шва, наплавленного металла и сварочного соединения должны соответствовать нормам, приведенным в табл. 1.2.

Примечания: 1. Для электродов типов Э38, Э42. Э46. Э50. Э42А, Э46А, Э50А, Э55 и Э60 приведенные значения механических свойств установлены в состоянии после сварки, без ТО (термической обработки). После ТО механические свойства для электродов перечисленных типов должны соответствовать требованиям стандартов.
2. Для электродов типов Э70, Э85, Э100, Э125 и Э150 приведенные значения механических свойств установлены для металла шва и наплавленного металла после ТО по режимам, регламентированным стандартами или ТУ на электроды конкретных марок. Механические свойства металла шва и наплавленного металла в состоянии после сварки для электродов перечисленных типов должны соответствовать требованиям стандартов или ТУ на электроды конкретных марок.
3. Показатели механических свойств сварных соединений, выполненных электродами типов Э70, Э85, Э100, Э125 и 3150 с dэ≤3 мм. должны соответствовать требованиям стандартов или ТУ на электроды конкретных марок.

Согласно ГОСТ 9466—75, в условном обозначении электродов группа индексов, указывающих характеристики наплавленного металла и металла шва, в знаменателе (см. рис. 1.1) записывается так: первые два указывают минимальное значение σв, а третий — условно характеризует минимальные значения одновременно относительного удлинения δ5 и критическую температуру хрупкости Тx (табл. 1.3). При этом характеристики механических свойств определяются согласно требованиям ГОСТ 9466—75.

Электроды для сварки легированных теплоустойчивых сталей

По ГОСТ 9467—75 эти электроды в зависимости от химического состава подразделяют на следующие типы: Э-09М, Э-09МХ, Э-09Х1М, Э-05Х2М. Э-09Х2М1, Э-09Х1МФ, Э-10Х1М1НФБ, Э-10ХЗМ1БФ, Э-10Х5МФ.

Химический состав металла, наплавленного электрода для сварочной легированной теплоустойчивой стали, а также механические свойства наплавленного металла или металла шва должны соответствовать нормам, приведенным в табл. 1.4.

Примечания: 1. Приведенные значения механических свойств установлены для металла шва и наплавленного металла после ТО по режимам, регламентированным стандартами или ТУ на электроды.
2. Показатели механических свойств сварных соединений, выполненных электродами с d э 6 мм накладывают многослойные швы; процесс ведут с интервалом между наложением слоев. Обязательно накладывают отжигающий валик. Конструкции из закаливающихся сталей после сварки подвергают термической обработке.

Технология сварки теплоустойчивых молибденовых и хромомолибденовых сталей

Сборку конструкций выполняют без подкладных колец, с помощью приспособлений, исключающих прихватку или сводящих число прихваток к минимуму. Желательна разделка кромок с криволинейным скосом.

Перед сваркой при толщине металла δме≥10 мм необходим предварительный, а в процессе сварки — сопутствующий подогрев. Последний исключают в тех случаях, когда сварку ведут два сварщика. Сварку выполняют постоянным током обратной полярности.

При δме≥5 мм применяют многослойную сварку. При сварке вертикальных стыков с δме>30 мм, а также горизонтальных стыков усиление шва выполняют несколькими валиками. Последним накладывают отжигающий валик. После сварки проводят термическую обработку (высокий отпуск).

Некоторые марки электродов для сварки легированных теплоустойчивых сталей приведены в табл. 1.12.

* Сварка на постоянном токе обратной полярности.

Технология сварки высоколегированных сталей

Сварку выполняют специальными электродами (табл. 1.13) на постоянном токе обратной полярности; Iсв на 10—20 % меньше, чем для малоуглеродистой стали. Сварку выполняют короткой дугой без поперечных колебаний конца электрода. Применяют укороченные электроды малого диаметра. Корень шва сваривают электродом с dэ=2÷З мм.

Сварку ведут на повышенных скоростях, многослойными швами с большим интервалом времени между наложением отдельных слоев.

Аустенитные стали при сварке усиленно охлаждают; швы аустенитных сталей, обращенные к агрессивной среде, сваривают в последнюю очередь. Дугу зажигают на шве, кратеры тщательно заплавляют.

Хромистые стали сваривают с подогревом до 200—400°С, после сварки охлаждают до 150—200°С и проводят высокий отпуск (нагрев в печи до 720—750°С с выдержкой в течение 5 мин на δме=1 мм, но не менее 1 ч, с последующим охлаждением на воздухе; при содержании 17—20% Сr выдержку увеличивают до 10 мин на каждый миллиметр слоя δме).

Окалиностойкие стали после сварки отпускают при 650°С. Ферритные стали (Х25, Х30) нагревают до 800—850°С и охлаждают в воде. Термическую обработку аустенитных сталей выполняют только для выравнивания структуры шва и основного металла и для предупреждения межкристаллитной коррозии (стабилизирующий отжиг — нагрев в течение 2—3 ч при 850—900°С или закалка в воду после нагрева до 1050—1100°С). Высокомарганцовистую аустенитную сталь (Г13Л) сваривают в закаленном состоянии (последнее определяют с помощью магнита — закаленная сталь немагнитна). Аустенитные стали подвержены сильному короблению, поэтому их сваривают с применением различных зажимов или обратно-ступенчатым способом и т. п.

Контроль качества сварных соединений

Методы контроля качества сварных соединений установлены ГОСТ 3242—79. В нем определены методы контроля в зависимости от вида и размера дефектов, их расположения, толщины материалов, а также способов сварки.

Источник: Волченко В.Н. Сварка и свариваемые материалы т.2. -M. 1996

Источник: www.autowelding.ru

Как выполняется дуговая ручная сварка

Дуговая ручная сварка (ДРС) – это вид сваривания, в котором применяются специальные электроды. При ней сварщик осуществляет все необходимые действия вручную.

Процесс дуговой сварки.

К этим действиям относят:

  • зажигание дуги;
  • поддержание длины дуги во время сварочных работ;
  • перемещение вдоль свариваемых кромок;
  • подача электрода в зону горения дуги.

Электрододержатели для ручной дуговой сварки должны соответствовать определенным стандартам и нормам.

Как делается РДС

Для того чтобы образовать и поддержать электрическую дугу, к железным электродам и обрабатываемому материалу подводят ток. Режимы ручной дуговой сварки могут быть различными.

Функции электродного покрытия.

В случае сваривания током постоянного характера дуга может быть с обратной или прямой полярностью. Прямая полярность значит, что минус подводят к электродам, а свариваемое изделие, соответственно, получает плюс. Обратная полярность означает, что электроды для ручной дуговой сварки были подключены к минусу, т.е. действия были произведены в обратном порядке.

Габариты ванны сваривания зависимы от типа и расстановки сварки, а также от скорости, с которой перемещается дуга.

Длина дуги – это расстояние от площади пятен на ванне сваривания и до пятна на площади электрода. Из-за того что покрытие плавится, происходит образование газовой атмосферы, которая выдавливает кислород и предотвращает его контакт с металлом. В этой атмосфере еще есть пар легирующих частей металла (smaw).

Шлаки в основном выполняют защитную функцию только что расплавленных металлов, они должны иметь следующие качества и параметры:

  • способствовать активной металлургической обработке железа;
  • положительно влиять на прохождение тепловых режимов путем сваривания и уменьшения скорости снижения температуры соединений;
  • способствовать правильному формированию швов сварки;
  • быть устойчивыми к свариванию и поддерживать дугу.

Как зажечь дугу для РДС

Схема ручной дуговой сварки плавящимся электродом.

Если вам нужно запустить сварочную дугу, которая будет проходить между вашим электродом и поверхностью, то нужно просто приставить к металлу конец электрода в вертикальном положении.

Фактически сразу после касания нужно начать медленно двигать электрод вверх, потому что в противном случае вы можете получить не сварочную дугу, а залипание.

Читать еще:  Как проверить реле зарядки генератора

Ведут дугу так, чтобы обеспечивалось максимальное расплавление кромок и получалось нужное качество металла.

Этого можно достичь при помощи поддержки постоянной длины пути, помимо этого, значительную роль играет движение электродом.

Как правильно перемещать сварку

Когда делается ручная дуговая сварка, электрод при передвижении может перемещаться по одной из трех типов траекторий, которые направляются вдоль оси электрода. Такое движение позволяет поддержать постоянную дуговую длину, зависящую от скорости плавки электродов. Излишнее сокращение дуги может ухудшить силу шва, при этом спровоцировать замыкание. Если слишком увеличить длину дуги, то глубина сварки будет меньше и увеличится расплескивание железа, что ухудшит как внешний вид шва, так и его прочность, а в отдельных случаях способно вызвать появление пор.

Схема сварки в среде затиного газа аргона.

Следующим типом является перемещение по оси с целью образовать шов. Скорость движения зависима от тока, диаметра используемых электродов, от того, с какой скоростью он плавится и некоторых других факторов. Если поперечные движения будут отсутствовать, то выйдет крайне узкий, ниточный шов, который будет не более чем в полтора раза шире диаметра самого электрода. Эти швы можно применять только при сваривании небольших листов, накладывании многослойных швов и некоторых, отличающихся от описанных случаев.

Следующим типом можно считать перемещение с целью получить нужную нам ширину швов и глубину проплавления.

Поперечные движения определяются благодаря размерам и расположению шва, уровню навыков сварщика и некоторым другим факторам. Швы, которые получаются таким методом, как правило, имеют от полутора до пяти диаметров самого электрода.

Технология ручной дуговой сварки

РДС и техника, в которой она должна выполняться, зависима от положения сварочного шва.

Таблица режимов дуговой сварки.

  1. Нижняя РДС ручная дуговая сварка нижнего типа. Ее основная проблема заключается в обеспечении полного проплавления сечений и избежании прожогов. Во время сваривания одностороннего шва на весу достаточно сложно избегать непроваривания или прожигания, потому для одностороннего шва часто можно применить способ удержания ванны сваривания: сварку можно проводить на съемных подкладках из меди; накладывая подварочный шов; вырубать непровар и сваривать корень шва. При работе с угловыми швами, у которых нижняя плоскость располагается горизонтально, бывает такое, что вершина угла, или одна из кромок останется непроваренной. Это может произойти на нижних листках, если вы начнете сваривание с вертикального листа, потому что в таком случае металл, который расплавляется, будет стекать на холодную поверхность, на нижний лист. Потому свариваются такие швы, только начиная с нижней плоскости.
  2. Вертикальный тип РДС. При проведении вертикальной ручной варки расплавленные металлы при стекании могут сильно помешать шву правильно сформироваться и уменьшить проплавку. Вертикальные швы в основном делаются на подъем. В данном случае очень часто можно получить хорошее сваривание и поддержать плавящиеся металлы на кромке. Но все равно в этом случае производительность станется очень низкой, а увеличить ее можно будет только благодаря спусковому свариванию. Но в этом случае глубина сваривания будет достаточно маленькой и этот метод лучше применять для сваривания тонких металлов с применением специализированных электронов.
  3. Потолочный тип РДС. Крайне непростой будет и ручной тип сварки потолочного типа. Металл, расплавляемый в процессе сваривания, в конкретно этом случае будет оставаться там лишь через натяжение. Потому нужно, чтобы он весил меньше, чем способна сдержать эта сила.

Для значительного уменьшения размеров ванны сваривания нужно выполнять сваривание и время от времени замыкать ее, это позволит металлу на шве частично поддаться кристаллизации.

Используют диаметр электродов ниже обычного, это позволяет снизить сварочный ток, также можно использовать специализированные на этом типе сваривания электроды, которые позволяют получить более вязкую сварочную ванну.

У данного типа есть достоинства и недостатки.

Чем хорош ручной дуговой тип сварки:

  • можно проводить сваривание даже в местах, где доступ затруднен;
  • возможность достаточно быстро переходить между материалами;
  • сваривать можно даже самые разные виды стали, так как выбор производимых электродов крайне широк;
  • можно легко и удобно транспортировать необходимое для работы оборудование;
  • сварка труб является очень удобной.

Минусы ручного типа дуговой сварки:

  • коэффициент полезного действия достаточно низкий, сравнивая с прочими типами сваривания;
  • от уровня навыка сварщиков полностью зависит качество соединения;
  • условия сварки являются достаточно вредными.

Чтобы такая ручная сварка была качественной, должны использоваться электрододержатели для ручной дуговой сварки марки, которая соответствует всем нормам. Этот тип сварки не имеет особого преимущества перед другими, так как является достаточно старым. Для него требуются стандартные сварочные материалы. Но несмотря на все, ручная дуговая сварка покрытыми электродами используется, как и раньше.

Для этого типа сваривания необходимо применять различные трансформаторы, генераторы, держатели и маски для сварщиков.

Сейчас чаще всего применяются самые простые и сравнительно легкие инверторы для сварки. Их производят многие фирмы, и имеется большое разнообразие. В свою очередь, трансформаторы для сварки много весят и крайне надежны в работе.

С этой целью используются как электроды, которые плавятся, так и те, которые не плавятся. Изготавливаются они из проволок и специальных покрытий. Это покрытие применяется для того, чтобы дуга устойчиво горела. Помимо этого, используются разные режимы и типы ручной дуговой сварки.

Источник: expertsvarki.ru

«Определение режимов ручной дуговой сварки»

Цель работы — приобретение знаний, умений и навыков определения режимов ручной дуговой сварки.

  • 1. Ознакомиться с сущностью и научиться рассчитывать режимы ручной дуговой сварки.
  • 2. Пользуясь предложенной методикой, рассчитать режимы ручной дуговой сварки сварного соединения согласно индивидуального задания.

Краткая теория по теме

Ручная дуговая сварка относится к термическому классу сварки. Процесс осуществляется сварочными электродами, подача которых в дугу и перемещение вдоль свариваемых заготовок выполняется сварщиком вручную. В процессе сварки происходит оплавление поверхностей свариваемых заготовок под воздействием электрической дуги с образованием общей ванны расплавленного металла, после кристаллизации которой и получается неразъемное соединение.

Электрическая дуга представляет собой мощный стабильный электрический разряд в газах, сопровождаемый выделением значительного количества тепла и света. Возникновение дуги обусловлено эмиссией электронов с катода и ионизацией газового промежутка. Выделение электронов с поверхности катода достигается за счет термо- и автоэлектронной эмиссии, а также эмиссии в результате ударов положительных ионов. Ионизацию газового промежутка вызывают нагрев, облучение и соударение частиц.

Температура столба дуги зависит от материала электрода и состава газов в дуге, а температура катодного и анодного пятен приближается к температуре кипения металла электродов. Эти температуры для дуги покрытого стального электрода составляют соответственно 6000 K и 3000 K. При этом в анодной области дуги, как правило, выделяется значительно больше тепловой энергии, чем в катодной.

Дуга горит между сварочным электродом и свариваемым (основным) металлом. Применяют неплавящиеся и плавящиеся электроды (рис. 1). Неплавящиеся электроды изготавливают из электротехнического угля, синтетического графита или вольфрама. Для плавящихся электродов наиболее распространенным материалом является холоднотянутая проволока, а также ленты и электродные пластины.

Рис. 1. Схема ручной дуговой сварки неплавящимся (а) и плавящимся (б) электродом: 1 — свариваемый металл; 2 — электрическая дуга; 3 — электрод; 4 — электрододержатель; 5 — присадочный материал

В зависимости от материала и числа электродов, а также способа включения электродов и заготовки в цепь электрического тока различают следующие разновидности дуговой сварки:

  • — сварка неплавящимся электродом дугой прямого действия, при которой соединение выполняется путем расплавления только основного металла, либо с применением присадочного металла;
  • — сварка плавящимся электродом (металлическим) дугой прямого действия с одновременным расплавлением основного металла и электрода, который пополняет сварочную ванну жидким металлом;
  • — сварка косвенной дугой, горящей между двумя, как правило, неплавящимися электродами, при этом основной металл нагревается и расплавляется теплотой столба дуги;
  • — сварка трехфазной дугой, при которой дуга горит между каждым электродом и основным металлом.

Ручной дуговой сваркой соединяют углеродистые, легированные и высоколегированные стали, чугуны, медь, алюминий, титан и сплавы на основе указанных металлов. Применяют переменный (сварочные трансформаторы) или постоянный (сварочные выпрямители и генераторы) электрический ток. Ручная сварка позволяет выполнять швы в любых пространственных положениях: нижнем, вертикальном, потолочном. Ручная сварка удобна при выполнении коротких криволинейных швов в любых пространственных положениях, при выполнении швов в труднодоступных местах, а также при монтажных работах и сборке конструкций сложной формы. Оборудование для ручной сварки: источник питания дуги, электрододержатель, гибкие провода, защитная маска или щиток.

Электроды для ручной сварки представляют собой стержни длиной 50…450 мм с нанесенными на них покрытиями, которые обеспечивают стабильное горение дуги, защиту расплавленного металла, получение шва заданного состава и свойств. При сварке сталей в качестве стержней используют стальную сварочную проволоку диаметром, мм: 1,5; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0 и 8,0. Покрытия в зависимости от химического состава бывают рутиловыми (обозначаются буквой «Р»), кислыми (А), основными (Б), целлюлозными (Ц), смешанными (например РБ) и прочими (П). В состав покрытия электродов входят стабилизирующие, газообразующие, шлакообразующие, раскисляющие, легирующие и связующие составляющие.

По назначению стальные электроды, согласно государственным стандартам, подразделяются на 4 типа:

  • 1) Электроды для сварки конструкционных сталей. Обозначаются буквой «Э» и цифрой, указывающей минимальный предел прочности в 10-1 МПа, например: Э38, Э50, Э85, Э150. Здесь различают электроды для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталейс временным сопротивлением разрыву до 600 МПа (в условном обозначении электродов ставится буква «У») и электроды для сварки легированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву свыше 600 МПа (обозначаются «Л»).
  • 2) Электроды для сварки легколегированных теплоустойчивых сталей, например: Э-09М, Э-05Х2М, Э-10Х1М1НФС. Здесь и далее число, стоящее после буквы «Э», указывает содержание углерода в сотых долях процента, последующие буквы и цифры показывают гарантированное содержание легирующих элементов в наплавленном металле по тем же правилам, что и при маркировке сталей. В условном обозначении ставится буква «Т».
  • 3) Электроды для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами (В): Э-02Х11НВМФ, Э-02Х19Н9Б. Эти электроды применяют для сварки коррозионно-стойких, жаропрочных и жаростойких высоколегированных сталей.
  • 4) Электроды для наплавки поверхностных слоев, например: Э-10Г2, Э-80В18Х4Ф, Э-350Х26Г2Р2СТ обозначаются «Н».

Каждому типу электрода соответствует одна или несколько марок электродов, т.е. негостированных обозначений электродов, присвоенных заводом-изготовителем. Марка электродов характеризуется определенным составом покрытия, маркой электродной проволоки, технологическими свойствами и характеристиками наплавленного металла. Условное обозначение электродов для сварки сталей состоит из типа и марки электрода, марки и типа покрытия, диаметра, механических характеристик наплавленного металла и металла шва, обозначения рода используемого тока, пространственного положения шва и номера ГОСТа.

Индивидуальные задания по лабораторной работе вариант №5

Источник: studwood.ru

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector