Режимы ручной дуговой сварки | Строительный справочник | материалы — конструкции

Режимы дуговой сварки представляют собой совокупность контролируемых параметров, определяющих условия сварочного процесса. Правильно выбранные и поддерживаемые на протяжении всего процесса сварки параметры являются залогом качественного сварного соединения. Условно параметры можно разделить на основные и дополнительные.

Основные параметры режима дуговой сварки: диаметр электрода, величина, род и полярность тока, напряжение на дуге, скорость сварки, число проходов.

Дополнительные параметры: величина вылета электрода, состав и толщина покрытия электрода, положение электрода, положение изделия при сварке, форма подготовленных кромок и качество их зачистки.
Выбор диаметра электрода

Диаметр электрода выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла, положения, в котором выполняется сварка, катета шва, а также вида соединения и формы кромок, подготовленных под сварку. Для того чтобы правильно выбрать диаметр электрода, можно воспользоваться таблицей 1.

Таблица 1. Примерное соотношение диаметра электрода и толщины свариваемых деталей

Толщина свариваемых деталей, мм	1-2	3-5	4-1С	12-24	30-60
Диаметр этектрода, мм	2-3	3-4	4-5	5-6	6-8

Однако такое соотношение является примерным, так как на этот фактор накладывает отпечаток размещение шва в пространстве и количество сварочных проходов. К примеру, при потолочном положении шва не рекомендуют применять электроды с диаметром более 4 м. Не пользуются электродами больших диаметров и при многопроходной сварке, так как это может привести к непровару корня шва.

Сила тока выбирается в зависимости от диаметра шва длины его рабочей части, состава покрытия, положения сварки и т.д. Чем больше сила тока, тем интенсивнее расплавляется его рабочая часть и тем выше производительность сварки. Но это правило может приниматься с некоторыми оговорками. При чрезмерном токе для выбранного диаметра электрода происходит перегрев рабочей части, что чревато ухудшением качества шва, разбрызгиванием капель жидкого металла и даже может привести к сквозным прогораниям деталей. При недостаточной силе тока дуга будет неустойчива, часто будет обрываться, что может привести к непроварам, не говоря уже о качестве шва. Чем больше диаметр электрода, тем меньше допустимая плотность тока, так как ухудшаются условия охлаждения сварочного шва.

Опытные сварщики силу тока определяют экспериментальным путем, ориентируясь на устойчивость горения дуги. Для тех, кто еще не имеет достаточного опыта, разработаны следующие расчетные формулы: Для наиболее распространенных диметров электрода (3 -6 мм)

I  = (20 + 6dэ )dэ

где Iсв — сила тока.

Для электродов диаметром менее 3 мм ток подбирают по формуле:

Icв = 30dэ

Для сварки потолочных швов сила тока должна быть на 10 — 20% меньше, чем при нижнем положении шва.

Кроме того, на силу тока оказывает полярность и вид тока. К примеру, при сварке постоянным током с обратной полярностью катод и анод меняются местами и глубина провара увеличивается до 40%. Глубина провара при сварке переменным током на 15 — 20% меньше, чем при сварке постоянным током. Эти обстоятельства следует учитывать при выборе режимов сварки.

Выбор режима дуговой сварки

При выборе режимов сварки следует учитывать и наличие скоса свариваемых кромок. Все эти обстоятельства учтены и сведены в таблицах 2 и 3. Особенности горения сварочной дуги на  постоянном и переменном токе различны. Дуга, представляющая собой газовый проводник, может отклоняться под воздействием магнитных полей, создаваемых в зоне сварки. Процесс отклонения сварочной дуги под действием магнитных полей называют магнитным дутьем, которое затрудняет сварку и стабилизацию горения дуги.

Таблица 2. Режим сварки стыковых соединений без скоса кромок

Характер шва	Диаметр электрода, мм	Ток, А	Толшина металла, мм	Зазор, мм
Односторонний	3	180	3	1,0
Двухсторонний	4	220	5	1,5
Двухсторонний	5	260	7-8	1,5-2,0
Двухсторонний	б	330	10	2,0

Примечание: максимальное значение тока должно уточняться по паспорту электродов.

Таблица 3. Режимы сварки стыковых соединений со скосом кромок

Диаметр электрода, мм		Ток, А	Толщина металла, мм	Зазор, мм	Число слоев креме подваренного и декоративного
Первого	Последующего
4	5	180-260	10 .	1,5	2
4	5	180-260	12	2,0	3
4	5	180-260	14	2,5	4
4	5	180-260	16	3,0	5
5	6	220-320	18	3,5	6

Примечание: значение величины тока уточняется по паспортным данным электрода.

Особенно ярко выражено магнитное дутье при сварке на источнике постоянного тока. Магнитное дутье ухудшает стабилизацию горения дуги и затрудняет процесс сварки. Для уменьшения влияния магнитного дутья применяют меры защиты, к которым относят: сварку на короткой дуге, наклон электрода в сторону действия магнитного дутья, подвод сварочного тока к точке, максимально близкой к дуге и т.д. Если полностью избавиться от действия магнитного дутья не удается, то меняют источник питания на переменный, при котором влияние магнитного дутья заметно снижается. Малоуглеродистые и низколегированные стали обычно варят на переменном токе.

сила тока, диаметр электрода, скорость сварки и т. д.

Совокупность факторов которые влияют на качество получаемого шва и обеспечивают стабильное протекание процесса сварки называют параметрами режима сварки.

При выполнении сварки ручным дуговым способом выделяют следующие параметры режима сварки:

• диаметр электрода;
• сила сварочного тока;
• тип и марка электрода;
• напряжение на дуге;
• род тока и полярность;
• скорость сварки;
• расположение шва в пространстве;
• подогрев и термическая обработка;
• температура окружающей среды.

Последние три параметра относят к дополнительным, остальные являются основными для данного вида сварки.

Диаметр электрода

Какой диаметр электрода выбрать зависит от толщины свариваемого металла, положения в котором будет выполняться сварка, типа соединения, размера детали и химического состава металла.

Таблица 1. Соотношение толщины металла и необходимого диаметра электрода

Толщина металла, мм	1-2	3	4-5	6-8	9-12	13-15	16 и больше
Диаметр электрода, мм	1,5-2	3	3-4	4	4-5	5	6

Во время сварки во всех положениях кроме нижнего жидкий металл скапывает вниз. Поэтому для сварки в вертикальном, горизонтальном и потолочном положении независимо от толщины металла нельзя использовать электроды диаметром свыше 4 мм. Электроды толстого диаметра формируют большую каплю жидкого металла с которой сила поверхностного натяжения не справляется.

Для корня шва при многослойной сварке используют электроды диаметром 3-4 мм, следующие слои можно выполнять электродами большего диаметра.

Сила тока

Силу тока устанавливают после выбора электрода в зависимости от его диаметра. Для расчета силы сварочного тока при сварке в нижнем положении существует формула:

I_св = d_елK

где I_св — сила тока, А; К — коэффициент пропорциональности (изменяет свое значение в зависимости от типа и диаметра электрода).

Таблица 2. Значение коэффициента пропорциональности в зависимости от диаметра электрода

Диаметр электрода, мм	1-2	3-4	5-6
Коэффициент пропорциональности (К), А/мм	25-30	30-45	45-60

Можно использовать упрощенную формулу выбора сварочного тока для ручной дуговой сварки:

I_св = (20 + 6 d_ел)d_ел

В целях избежания пропалов при сварке в нижнем положении металла толщиной менее 1,5 dел сварочный ток уменьшают на 10-15% от расчетного. Если толщина металла больше чем 3 dел ток устанавливают на 10-15% больше.

При сварке швов в вертикальном положении ток уменьшают на 10-15%, а в потолочном на 15-20% от выбранного для сварки в нижнем положении.

Если сварочные работы выполняются качественными, сертифицированными электродами следует установить силу тока в соответствии с рекомендованной на упаковке с электродами. Расчеты выше можно использовать при отсутствии рекомендаций от производителя как альтернативный метод.

Когда сила тока выбрана сварщик должен наложить несколько валиков на отдельной пластине металла. При этом оценивается ширина шва и глубина провара. В случае необходимости силу тока дополнительно регулируют.

Слишком маленькие режимы тока приводят к нестабильному горения сварочной дуги. В сварном соединении появляются непровары, а продуктивность труда снижается.

Повышенные значения силы тока сопровождаются его перегревом, высокой скоростю сгорания, непроварами, интенсивным разбрызгиванием металла и ухудшением внешнего вида шва.

Сбалансировано подобранная сила тока отличается умеренной скоростью плавления электрода, стойким горением дуги с незначительным разбрызгиванием металла.

Тип и марка электрода

Прежде всего необходимо выбирать электроды обеспечивающие однородность химического состава основного металла и металлического стержня электрода. Также тип и марку выбирают в зависимости от пространственного положения шва, необходимой плотности шва, температуры окружающей среды, прочности изделия и условий эксплуатации конструкции. При помощи электрода можно придавать шву необходимые свойства.

Выбрать тип и марку электрода можно воспользовавшись каталогом электродов на нашем сайте, где содержиться уже более 200 марок электродов. Все марки разделены по категориям согласно виду металла для которого они предназначены и дополнительно разделены на типы. Если электроды обозначаются по зарубежным стандартам в нашем каталоге можно найти их отечественные аналоги.

Напряжение на дуге

Напряжение на дуге сварщик может регулировать изменяя длину сварочной дуги. В зависимости от длины дуги при ручной дуговой сварке напряжение находится в диапазоне 16-40 V.

Согласно технологии сварки напряжение стоит удерживать в значении 16-20 V. Для этого сварку принято выполнять короткой дугой размером 0,5 -1 толщины диаметра электрода. Это значение может меняться в зависимости от марки электрода и положения шва в пространстве.

Род и полярность тока

Сварку на переменном токе используют для соединения низкоуглеродистых и низколегированных сталей (типа 09ГС) в строительно-монтажных условиях электродами с рутиловым покрытием. Для сварки толстых конструкций из низкоуглеродистых сталей. При возникновении магнитного дутья во время сварки источниками постоянного тока.

Сварку на постоянном токе можно условно разделить на два процесса — ручная дуговая сварка на прямой и обратной полярности.

На прямой полярности

Прямую полярность используют для сварки чугуна и глубокого проплавления основного металла. Для сварки низко-, среднеуглеродистых и низколегированных сталей толщиной 5 мм и более с использованием электродов с фтористо-кальциевым покрытием: УОНИ-13/45, УОНИ-13/55 и др.

На обратной полярности

Обратную полярность используют для сварки листового металла невысокой толщины и сварки с повышенной скоростью плавления электрода. Для сварки низкоуглеродистых сталей (типа 16Г2АФ), низко-, средне- и высоколегированных сталей и сплавов.

Для указание на определенный род тока сегодня часто используют обозначение AC и DC.
Аббревиатуры AC и DC (сокр. от анг. alternative current и direct current) — означают переменный и постоянный ток соответственно.

Скорость сварки

Скорость сварки выбирает сварщик в зависимости от свойств основного металла, характеристик электрода, положения шва и т. д.

Скорость сварки должна быть такой чтобы жидкий металл сварочной ванны немного поднимался над поверхностью основного металла с плавным переходом к нему без подрезов и наплывов.

Для предотвращения перегрева металла высоколегированные стали сваривают с большей скоростью.

Расположение шва в пространстве

Расположение шва в пространстве влияет на выбор основных параметров режима ручной дуговой сварки. Ручную сварку используют для стыков во всех пространственных положениях, но наиболее удобным положением считается нижнее. Стоит учитывать положение шва в пространстве при расчете основных параметров и выборе электрода.

Предварительный подогрев и последующая термическая обработка

Предварительный подогрев основного металла и последующая обработка используются для сварки сталей склонных к образованию закалочных структур — средне- и высокоуглеродистые стали. Для сварки чугуна, цветных металлов и их сплавов. Температура и способ выполнения подогрева и обработки зависит от толщины основного металла, химического состава и размера конструкции.

Температура окружающей среды

Все стали можно разделить на четыре группы согласно степени их свариваемости. Стали II, III и IV группы нельзя сваривать при температуре ниже -5 °C.

Режимы ручной дуговой сварки: условия выбора нужного параметра

Режимы дуговой сварки (РДС) – это комплекс мер, показателей и параметров, которые необходимо поддерживать и соблюдать для правильного осуществления соединения дугой вручную. Режимы ручной дуговой сварки можно определить, как условия нормального функционирования самого процесса соединения деталей при различных обстоятельствах. В зависимости от разных показателей параметров, осуществляется правильный выбор режимов конкретного вида РДС и выбор режима сварки в целом.

Условно параметры режима ручной дуговой электросварки можно разделить на два вида: основные и дополнительные. К основным параметрам режима сварки при ручной дуговой сварке относятся диаметр электрода, свойства и величину сварочного тока, напряжение дуги. К дополнительным параметрам относят положение шва на изделии, состав и толщину металла, скорость соединения изделия и покрытие электрода. Рассмотрим отдельно каждый из них.

Содержание статьи

Сварочный ток

Ток обладает определяющими свойствами: родом, полярностью и силой. По роду ток подразделяется на постоянный и переменный. Полярность бывает прямая и обратная.

Большинство сварных аппаратов работают на постоянном токе. Отличие постоянного тока от переменного в том, что постоянный ток не изменяются по направлению и по величине. Тем самым он обеспечивает стабильность горения дуги. Единственный минус постоянного тока в процессе соединения металлов – это возможность появления эффекта магнитного дутья. Оно возникает при соединении больших конструкций, когда постороннее магнитное поле (от намагниченных изделий) воздействует на магнитное поле дуги. Дуга в этом случае начинает «выбегать» за пределы области нахождения шва и стабильность горения резко снижается. С данным минусом можно бороться путем

• ограждения места работы специальными экранами, защищающими от «лишних» магнитных полей
• заземления свариваемых поверхностей
• определить возможные варианты для использования переменного тока

Плюс работы на постоянном токе – стабильно горящая дуга и возможность выбора полярности. Прямую полярность называет еще электрод-отрицательной, обратную — электрод-положительной. Обратная полярность возникает при присоединении электрода к плюсу, а металл к минусу. При прямой полярности все наоборот. Отличие между полярностями в следующем. Законы физики гласят, что куда присоединить плюс, тот элемент и нагревается больше. Таким образом, при прямой полярности нагревается больше металлическое изделие. Эту полярность нужно использовать для соединения толстых деталей, так как для этого процесса как раз и нужно большее расплавление металла для получения хорошего шва. Если прямую полярность использовать на тонком изделии — оно «сгорит» и шов получится некачественным. Для тонких металлов проводят обратную полярность.

Величина силы тока определяется характеристиками конкретного сварочного аппарата. В современных моделях эти показатели указываются в инструкции. Если по каким-то причинам инструкция у вас отсутствует, тогда силу тока можно выбрать в зависимости от диаметра используемого электрода. Не допускается использование силы тока, которая больше подходящей конкретному электроду. В этом случае покрытие электрода, при каком осуществляется соединение, будет повреждено, дуга будет работать нестабильно. Использование слишком большого размера электрода также плохо влияет на процесс соединения металлов: плотность тока снижается, дуга «убегает», ее длина изменяется, сварной шов ровным и качественным не получается.

Диаметр электрода

Режимы сварки зависят от вида электрода. Выбор его диаметра зависит от толщины металла и положения шва. При любой толщине, швы в вертикальном положении, горизонтальные и потолочные швы варятся только 4-х мм диаметром. Если шов многослойный, то для варки первого шва используется электрод 3 или 4 мм, а последующие швы корректируют с помощью электрода больших размеров.

В таблице ниже приведены параметры ручной дуговой сварки при соотношении тока, толщины металла и диаметра электрода.

Толщина заготовки, мм	0,5	1-2	3	4-5	6-8	9-12	13-15	16
Толщина электрода, мм	1	1,5-2	3	3-4	4	4-5	5	6-8
Сила тока, А	10-20	30-45	65-100	100-160	120-200	150-200	160-250	200-350

Режим в зависимости от напряжения дуги

Напряжением дуги связано с ее длиной. Обычно напряжение устанавливают в диапазоне 20-36 В. Оно увеличивается в процессе увеличения длины дуги. Длина дуги может быть короткая, средняя и длинная.

Длина дуги – это расстояние от кончика электрода до свариваемого металла. Для выполнения качественного соединения нужно обеспечить стабильный размер дуги. Считается, что для новичков проще поддерживать средний в значении размер дуги. Можно сделать качественный шов при короткой дуге, но для этого нужен опыт и профессионализм.

Скорость сварки при ручной электродуговой сварке

Ручную электродуговую сварку характеризует скорость ее осуществления. Она влияет на ширину шва. Чем быстрее скорость, тем уже получается шов. При медленной работе шов получается широкий. Поперечные движения электродом в процессе соединения также влияют на ширину и еще на глубину шва. Слишком быстро и очень медленно варить не стоит. При очень быстрой работе будут образовываться незаполненные металлом пространства, которые могут стать причиной появления трещин. Очень медленная работа электродом позволяет расплавленному металлу растекаться, что сделает изделие некачественным. Также различными могут быть движения торца электрода (зигзаги, «ёлочки»).

Варианты направления электрода при сварке

Таким образом, выбор режима ручной дуговой сварки – это комплекс действий, направленных на поиск нужных параметров для соединения конкретного изделия. Если вы не профессионал или даже совсем новичок в этом деле, тогда с первого раза выбор режима сварки, необходимого для конкретного изделия, может не получится. Но для этого и существует практика, справочная информация, инструкции для ознакомления, в которых указаны параметры ручной дуговой сварки в зависимости от различных показателей. Стоит отметить, что в каждом случае все параметры подбираются индивидуально. Режимы ручной дуговой сварки покрытыми электродами можно выбрать самостоятельно.

Режим дуговой сварки | Сварка металлов

Под режимом дуговой сварки понимают группу показателей, определяющих характер протекания процесса сварки. Эти показатели влияют на количество теплоты, вводимой в изделие при сварке. К основным показателям режима сварки относятся: диаметр электрода или сварочной проволоки, сварочный ток, напряжение на дуге и скорость сварки. Дополнительные показатели режима сварки: род и полярность тока, тип и марка покрытого электрода, угол наклона электрода, температура предварительного нагрева металла.

Выбор режима

Выбор режима ручной дуговой сварки часто сводится к определению диаметра электрода и сварочного тока. Скорость сварки и напряжение на дуге устанавливаются самим сварщиком в зависимости от вида (типа) сварного соединения, марки стали и электрода, положения шва в пространстве и т. д.

Диаметр электрода

Диаметр электрода выбирается в зависимости от толщины свариваемого металла, тина сварного соединения, типа шва и др. При сварке встык листов толщиной до 4 мм в нижнем положении диаметр электрода берется равным толщине свариваемой стали. При сварке стали большей толщины применяют электроды диаметром 4 — 6 мм при условии обеснечения полной возможности провара металла соединяемых деталей и правильного формирования шва. Применение электродов диаметром более 6 мм ограничивается вследствие большой массы электрода и электрододержателя. Кроме того, прочность сварных соединений, выполненных электродами больших диаметров, снижается вследствие возможного непровара в корне шва и большой столбчатой макроструктуры металла шва.

Многослойные швы

В многослойных стыковых и угловых швах первый слой или проход выполняется электродом диаметром 2 — 4 мм; последующие слои и проходы выполняются электродом большего диаметра в зависимости от толщины металла и формы скоса кромок.

В многослойных швах сварка первого слоя электродом малого диаметра рекомендуется для лучшего провара корня шва. Это относится как к стыковым, так и угловым швам.

Вертикальная сварка

Сварка в вертикальном положении выполняется обычно электродами диаметром не более 4 мм, реже 5 мм; электроды диаметром 6 мм могут применяться только сварщиками высокой квалификации.

Потолочные швы, как правило, выполняются электродами не более- 4 мм.

Сварочный ток

Ток выбирают в зависимости от диаметра электрода. Для выбора тока можно пользоваться зависимостью: I = Kd, где К = 35 … 60 А/мм; d — диаметр электрода, мм. Относительно малый сварочный ток ведет к неустойчивому горению дуги, непровару и малой производительности. Чрезмерно большой ток ведет к сильному нагреву электрода при сварке, увеличению скорости плавления электрода и непровару, повышенному разбрызгиванию электродного материала и ухудшению формирования шва. На величину коэффициента К влияет состав электродного покрытия: для газообразующих покрытий К берется меньше, чем для шлакообразующих покрытий, например для электродов с железным порошком в покрытии (АНО-1, ОЗС-З) сварочный ток на 30 — 40% больше, чем для электродов с обычными покрытиями.

При сварке с вертикальными и горизонтальными швами ток должен быть уменьшен против принятого для сварки в нижнем положении примерно на 5 — 10%, а для потолочных — на 10 — 15%, с тем чтобы жидкий металл не вытекал из сварочной ванны.

Как правильно выбрать режим ручной дуговой сварки (РДС)

Начиная работать с ручной дуговой сваркой, необходимо правильно выбрать режим сварки. На качество сварного шва влияет множество параметров, которые подбираются непосредственно до начала работы:

• сила тока;
• длина дуги;
• скорость сварки;
• полярность тока;
• расположение шва в пространстве;
• диаметр электрода.

Сила тока

Этот параметр смело можно назвать самым важным во время работы с ручной дуговой сваркой.

Сила тока влияет на качество шва и производительность сварочных работ. Какую величину силы тока выставить всегда указано в документации на сварочный аппарат. Если по какой-то причине документации нет, необходимое значение подбирается исходя из диаметра электрода. Эту информацию многие производители электродов размещают прямо на упаковке. Размер подбираемого электрода зависит от толщины свариваемой заготовки.

Обратите внимание, что чем толще электрод, тем меньше плотность тока, что негативно сказывается на сварочной дуге. Это в свою очередь снижает качество сварного шва из-за увеличения ширины шва и уменьшения глубины провара. Помимо этого, на величину силы тока влияет то, как расположен шов в пространстве.

Таблица 1. Соотношение сварочного тока и диаметра электрода

Диаметр	Длина электрода	Сварочный ток, А
		Нижнее	Вертикальное	Потолочное
2	250, 300	60-90	50-70	50-70
2,5	250, 300, 350	60-110	60-90	60-90
3	300, 350	110-140	80-110	80-110
3,25	300, 350	100-140	80-110	80-110
4	450	160-220	140-180	140-180
5	450	180-260	160-200	—

Длина дуги (напряжение дуги)

Под ней понимают расстояние от поверхности свариваемой заготовки до конца электрода. В идеале это расстояние нужно поддерживать неизменным во время всего процесса сварки, но выполнить это сложно даже профессионалам своего дела. В итоге оптимальной длиной дуги считается величина на 1-2 мм больше диаметра электрода.

Таблица 2. Соотношение диаметра электрода и силы тока

Примерное соотношение диаметра электрода и длины дуги
Длина электрода, мм	1	1,5-2	3	3-4	4	4-5	5	6-8
Длина дуги, мм	0,6	2,5	3,5	4	4,5	5	5,5	6,5

Скорость сварки

На эту величину влияют толщина свариваемой заготовки и толщина сварного шва.

Скорость сварки должна быть такой, чтобы расплавленный металл образовал над свариваемыми кромками аккуратный валик с плавными спусками к поверхности самой заготовки и чтобы ширина шва была в 1,5-2 раза больше диаметра электрода.

Если вести электрод слишком медленно, то это приведет к непровару из-за скопления большого количества расплавленного металла перед сварочной дугой.

А если перемещать электрод слишком быстро, то это опять же приведет к непровару, но уже из-за недостаточного нагрева поверхностей свариваемого металла. Что впоследствии может привести даже к трещинам. Во время сварки необходимо контролировать равномерное заполнение сварочной ванны расплавленным металлом.

Полярность тока

Есть аппараты для ручной дуговой сварки, у которых на выходе — постоянный ток. Именно при постоянном токе появляются два варианта подключения свариваемой заготовки и электрода:

• прямая полярность-свариваемая заготовка подключается на плюс, а электрододержатель — на минус;
• обратная полярность-свариваемая заготовка — на минус, электрододержатель — на плюс.

Обратную полярность при подключении используют при сварке высоколегированных сталей и тонколистового металла, потому что на отрицательном полюсе выделяется меньше тепла, что позволит избежать их перегрева и, как следствие, прожига металла.

Прямую полярность хорошо использовать для сварки толстостенных деталей. Например, низколегированные стали (с содержанием углерода меньше 0,2%) можно сваривать на любой полярности.

Розжиг сварочной дуги

Разжечь дугу можно:

• чиркая электродом, как спичкой;
• постукивая электродом по заготовке.

Попробуйте оба метода и выбирайте для себя тот, которым у вас получается делать это быстрее всего.

Параметры режима ручной дуговой сварки

ОСНОВНЫЕ

• Сварочный ток
• Напряжение дуги
• Скорость сварки
• Род и полярность тока

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ

• Положение шва в пространстве
• Число проходов
• Температура окружающей среды

СВАРОЧНЫЙ ТОК устанавливают в зависимости от диаметра электрода, а диаметр электрода выбирают в зависимости от толщины свариваемого изделия:

Толщина металла, мм	1-2	3	4-5	6-8	9-12	13-15	16 и более
Диаметр электрода, мм	1,5-2	3	3-4	4	4-5	5	6

ОРИЕНТИРОВОЧНЫЙ РАСЧЕТ СВАРОЧНОГО ТОКА

Диаметр электрода d-3-6мм	Диаметр электрода d<3мм
I=(20+6d)dk	I=30dk

Коэффициент k	Нижний шов	Вертикальный шов	Потолочный шов
	1	0,9	0,8

При увеличении диаметра электрода и неизменном сварочном токе плотность тока уменьшается, что приводит к блужданию дуги, увеличению ширины шва и уменьшению глубины провара. Чем больше диаметр электрода, тем меньше допускаемая плотность тока, так как ухудшаются условия охлаждения

Допускаемая плотность тока (А/мм

²) в зависимости от покрытия электрода

Вид покрытия	Диаметр электрода, мм
	3	4	5	6
Кислое Рутиловое	14-20	11,5-16	10-13,5	9,5-12,5
Основное	13-18,5	10-14,5	9-12,5	8,5-12,5

НАПРЯЖЕНИЕ на дуге зависит от ее длины. Оптимальная длина дуги (lд)выбирается между минимальной и максимальной. Длинную дугу применять не рекомендуется

Минимальная	Максимальная
lд=0,5dэ	lд=dэ+1

dэ — диаметр электрода (мм)

СКОРОСТЬ СВАРКИ выбирается так, чтобы сварочная ванна заполнялась электродным металлом и возвышалась над поверхностью кромок с плавным переходом к основному металлу без подрезов и наплывов

РОД И ПОЛЯРНОСТЬ ТОКА

	— ПОСТОЯННЫЙ	~ ПЕРЕМЕННЫЙ
Прямая	Сварка с глубоким проплавлением основного металла Сварка низко- и среднеуглеродистых и низколегированных сталей толщиной 5 мм и более электродами с фтористо-кальциевым покрытием: УОНИ-13/45, УОНИ-13/55 и др Сварка чугуна	Сварка низкоуглеродистых и низколегированных сталей (типа 09ГС) в строительно-монтажных условиях электродами с рутиловым покрытием Сварка при возникновении магнитного дутья Сварка толстолистовых конструкций из низкоуглеродистых сталей
Обратная	Сварка с повышенной скоростью плавления электродов Сварка низколегированных низкоуглеродистых сталей (типа 16Г2АФ), средне- и высоколегированных сталей и сплавов Сварка тонкостенных листовых конструкций

РЕЖИМЫ РУЧНОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ ПОКРЫТЫМИ ЭЛЕКТРОДАМИ

Под режимом сварки понимают совокупность контролируемых па­раметров, определяющих сварочные условия. Выбор режима предусмат­ривает определение значений параметров, при которых обеспечивается устойчивое горение дуги и получение швов заданных размеров, формы и свойств. Параметры режима подразделяют на основные и дополни­тельные. К основным параметрам ручной дуговой сварки покрытыми электродами относят диаметр электрода, силу сварочного тока, род и полярность его, напряжение дуги. К дополнительным относят состав и толщину покрытий, положение шва в пространстве, число проходов.

Диаметр электродов выбирают в зависимости от толщины металла, катета шва, положения шва в пространстве. Примерное соотношение между толщиной металла S диаметром электрода d при сварке шва в нижнем положении составляет (табл. 12.1).

Таблица 12.1 Соотношение между толщиной металла и диаметром электрода S, мм 1-2 3-5 4-10 12-24 30-60 d, мм 2-3 3-4 4-5 5-6 6 и более

Выполнение вертикальных, горизонтальных и потолочных швов не­зависимо от толщины свариваемого металла производится электродами небольшого диаметра (до 4 мм), так как при этом легче предупредить стекание жидкого металла и шлака из сварочной ванны. При сварке многослойных швов для лучшего провара корня шва первый шов свари­вают электродом диаметром 3-4 мм, а последующие — электродами большего диаметра.

Сила сварочного тока обычно устанавливается в зависимости от вы­бранного диаметра электрода. При сварке швов в нижнем положении шва для электродов диаметров 3-6 мм сила тока может быть определена по соотношению

1Д=(20+6хё)хё, (12.1)

для электродов диаметром менее 3 мм

ІД=30ха. (12.2)

Из приведенной зависимости следует, что допустимая сила тока ограничена. При большой силе тока наблюдается перегрев стержня электрода. В результате ухудшаются защитные свойства покрытия, его осыпание со стержня, нарушается стабильность плавления электрода.

При сварке на вертикальной плоскости силу тока уменьшают на 10-15 %, а в потолочном положении — на 15-20 % против выбранного для нижнего положения шва.

Род тока и полярность устанавливаются в зависимости от вида сва­риваемого металла и его толщины. При сварке постоянным током об­ратной полярности на электроде выделяется больше теплоты. Исходя из этого обратная полярность применяется при сварке тонких деталей с це­лью предотвращения прожога и при сварке легированных сталей во из­бежание их перегрева. При сварке углеродистых сталей применяют пе­ременный ток исходя из учета экономичности процесса.

Основные положения сварки. Ручную сварку можно производить во всех пространственных положениях шва, однако следует стремиться к нижнему положению, как более удобному и обеспечивающему луч­шие условия для достижения высокого качества сварного шва.

Выбор режима переноса

Существует четыре основных режима переноса в процессе сварки: короткое замыкание, шаровое, распыление и импульсное распыление.

Выбор правильного режима переноса зависит от процесса сварки, источника сварочного тока и используемых расходных материалов. Каждый режим передачи имеет свои отличительные характеристики и области применения, для которых он лучше всего подходит.

Передача короткого замыкания
Передача короткого замыкания получила свое название от провода, который фактически «замыкает накоротко» или касается основного металла много раз в секунду при электрическом контакте.Несмотря на то, что образуется некоторое количество брызг, этот способ переноса можно использовать во всех положениях сварки и на стали любой толщины. Режим передачи короткого замыкания обычно встречается в сплошной сварочной проволоке или проволоке с металлическим сердечником, когда доля аргона в защитном газе составляет от 75 до 85% аргона и сварочное напряжение низкое.

Шаровидный перенос
В режиме шарового переноса металл сварного шва перемещается по дуге под действием силы тяжести. Капли на дуге обычно больше диаметра электрода.Шаровидный перенос не дает очень гладкого внешнего вида сварного шва, и могут возникать брызги. Использование шарового переноса обычно ограничивается пластинами большей толщины и ограничивается плоским и горизонтальным положениями. Шаровидный перенос обычно встречается в сплошной проволоке MIG, металлической порошковой проволоке в газовой среде и порошковой проволоке с защитным газом, когда применяется 100% защитный газ CO2.

Распылительная передача
Распылительная передача названа в честь распыления крошечных расплавленных капель поперек дуги, что очень похоже на распыление, выходящее из садового шланга, когда отверстие закрыто.Перенос распылением обычно меньше диаметра проволоки и использует относительно высокое напряжение и скорость подачи проволоки или силу тока. В отличие от передачи короткого замыкания, как только дуга возникает, дуга всегда «горит». В режиме струйного переноса очень мало брызг, и он обычно используется для толстых металлов в плоском и горизонтальном положениях. Распылительный перенос обычно наблюдается в сплошной проволоке MIG и проволоке с металлическим сердечником с высоким содержанием аргона в защитном газе, обычно более 90%.Частичный или полураспыленный перенос наблюдается в порошковой проволоке с защитным газом, когда используется защитный газ аргон CO2.

Импульсный перенос распылением
Для этого варианта распыления сварочный аппарат «подает импульс» или циклически переключает выходной сигнал между высокими пиковыми токами и низкими фоновыми токами. Это позволяет сварочной ванне немного остыть в фоновом цикле, что немного отличается от истинного распыления. Это преимущество позволяет выполнять сварку в любом положении тонкого или толстого листового материала.Сплошная проволока MIG и проволока с металлическим сердечником в защитном газе показывают наибольшее преимущество при использовании импульсного режима передачи.

Ручная сварка — обзор

3.2 «Производственные дефекты»

Ручная сварка — это метод, требующий значительных навыков и сноровки. При ручной дуговой сварке металлическим электродом (MMA) (рис. 3.2) дуга зажигается между плавящимся электродом и свариваемой деталью. Электродный стержень плавится на кончике дуги, и капли металла падают в сварочную ванну.Таким образом, по мере сварки сварочный электрод становится короче. Сварщик должен поддерживать постоянную длину дуги между заготовкой и концом электрода по мере того, как электрод перемещается по стыку, при этом компенсируя скорость выгорания электрода. При работе с электродом необходима твердая рука, а для получения удовлетворительных результатов ручной сварки необходимо надлежащее обучение сварщиков. Дефекты неплавления могут возникать при ручной сварке, особенно в корне шва, где доступ наиболее ограничен и металл шва затвердевает быстрее всего, но неплавление может также возникать между проходами сварного шва (рис.3). Мастерство сварщика влияет на форму, смешение и рябь на поверхности сварного шва, а также на наличие брызг вокруг сварного шва. На поверхности сварочного металла могут оставаться куски сварочного шлака даже после очистки проволочной щеткой между проходами сварного шва, и они могут затем застрять в виде шлаковых включений в стыке, когда более поздние проходы сварного шва накладываются поверх .

Рисунок 3.2. Ручная металлическая дуговая сварка стальной панели.

(© TWI)

Рисунок 3.3.Отсутствие дефектов плавления и пористости при многопроходном стыковом шве GMAW углеродисто-марганцевой стали.

(© TWI)

Есть несколько причин пористости сварных швов, и это особая проблема для алюминиевых сварных швов. В сталях пористость может быть вызвана недостаточной защитой сварного шва инертным газом, позволяющей атмосферным газам или влаге попадать в сварочную ванну. В алюминиевых сплавах пористость вызвана захваченным водородом, который полностью нерастворим в твердом состоянии; поэтому любая смазка или влага в стыке вызывает пористость.

Эти типы дефектов, которые, как правило, являются результатом плохой квалификации сварщика, обычно известны как дефекты «изготовления». Возможно, что дефекты не могут повлиять на структурную целостность готового сварного шва, но обычно существует ограничение на количество разрешенных дефектов изготовления, поскольку они могут указывать на то, что сварщик не имеет достаточных навыков или опыта в этой конкретной области. сварочный процесс. Когда имеется чрезмерная пористость или отсутствие плавления, несущее поперечное сечение сварного шва может быть значительно уменьшено.Чрезмерный выступ в заглушке сварного шва или чрезмерное проплавление корневого прохода может привести к высокой концентрации напряжений на носке сварного шва. Некоторые дефекты неплавления могут быть достаточно острыми, чтобы вызвать хрупкое разрушение восприимчивых сталей, поэтому эти дефекты изготовления нельзя сбрасывать со счетов как незначительные. Пределы допустимого размера дефектов, известные как уровни качества сварных швов, указаны в таких стандартах, как BS EN ISO 5817. В качестве альтернативы их значимость можно оценить с помощью оценки пригодности к эксплуатации, как описано в главе 11.

Механизированные сварочные процессы, основанные на газовой дуговой сварке (сварка GMAW, MIG или MAG), снижают необходимый уровень квалификации сварщика. Электронные элементы управления при сварке MAG самостоятельно регулируют длину сварочной дуги, когда горелка перемещается ближе или дальше от заготовки в руке сварщика. Следовательно, размер получаемого сварного шва намного более постоянен, а скорость осаждения расходной проволоки является постоянной, поскольку она постоянно подается из устройства подачи проволоки. Механизированные сварочные швы позволяют достичь более высоких скоростей сварки и, следовательно, в значительной степени заменили сварку стержневым электродом в большинстве видов промышленной ручной сварки сегодня (Рисунок 3.4).

Рисунок 3.4. Механизированная сварка кольцевого шва газопровода с использованием дуговой сварки металлическим газом и системы «жучок на ленте» для обеспечения стабильной сварки.

(© TWI)

Полностью автоматизированные сварочные процессы не требуют ручного сварщика для их выполнения, вместо этого оператор управляет машиной или роботом, который выполняет сварку. Наиболее распространенным примером является сварка под флюсом (SAW), но лазерная сварка, сварка трением с перемешиванием и электронно-лучевая сварка также являются автоматизированными сварочными процессами.Автоматическая сварка полностью исключает квалификацию сварщика как фактор качества сварки и позволяет выполнять непрерывную сварку в течение нескольких часов. Даже в этом случае механизированные и автоматизированные сварочные процессы не могут всегда гарантировать бездефектность сварных швов.

Основы газовой дуговой сварки металлов: сварочный ток и сварочное напряжение

Введение
Газовая дуговая сварка металлическим электродом (GMAW) — это сварочный процесс, который коммерчески доступен уже около 60 лет.Основная операция процесса GMAW происходит, когда электрическая дуга устанавливается и поддерживается между основным материалом и проволочным электродом с непрерывной подачей. Расплавленная сварочная ванна защищена от атмосферных условий оболочкой защитного газа, который непрерывно обтекает как проволочный присадочный металл, подаваемый в сварочную ванну, так и саму сварочную ванну.

Тепло электрической дуги служит для локального плавления основного металла, а также для плавления присадочного металла проволоки, подаваемого в сварной шов.В процессе GMAW участвуют две стороны:

1. Скорость горения: Относится к скорости в дюймах в минуту (дюйм / мин) или метрах в минуту (м / мин), при которой присадочный металл проволоки плавится или потребляется тепловой энергией сварочной дуги. Основными параметрами, регулирующими тепловую энергию дуги, являются сварочный ток, сварочное напряжение и состав защитного газа.
2. Скорость подачи: это просто скорость, опять же в дюймах / мин или м / мин, с которой присадочный металл проволоки подается в сварной шов.

Для стабильной сварочной дуги скорость горения и скорость подачи должны быть равны друг другу. Например, если скорость горения выше скорости подачи, присадочный металл проволоки расплавится до контактного наконечника и вызовет проблемы. За исключением переноса металла короткого замыкания, если скорость подачи выше скорости горения, присадочный металл проволоки будет попадать в расплавленную сварочную ванну, что опять же вызывает проблемы.

Существует четыре основных параметра процесса GMAW, которые влияют как на профиль проплавления в основной материал, так и на профиль сварного шва над основным материалом для данного сварного шва:

1.Сварочный ток
2. Сварочное напряжение
3. Расстояние от контакта до рабочего места
4. Скорость движения

Приведенная ниже информация описывает самые основные эффекты, которые переменные сварочного тока и сварочного напряжения оказывают на профиль проплавления сварного шва в основном материале и профиль сварного шва, который находится над основным материалом. В качестве основного материала для следующих сварных швов используется холоднокатаный пруток 1018 бар, а в качестве защитного газа используется 90% аргона — 10% CO2.

GMAW с источником питания постоянного напряжения
В процессе GMAW обычно используется источник питания постоянного напряжения (GMAW-CV), который обеспечивает относительно постоянное выходное сварочное напряжение в диапазоне сварочных токов.Для GMAW-CV сварщик выбирает скорость подачи проволоки (WFS) на механизме подачи проволоки и соответствующее напряжение на источнике сварочного тока. Таким образом, внутренняя схема источника питания обеспечивает соответствующее количество сварочного тока, необходимого для поддержания стабильной дуги. Параметры процесса GMAW, такие как ток и скорость подачи проволоки, взаимосвязаны, поэтому одна из них не может быть независимо отрегулирована, не влияя на другую, путем изменения настройки селектора WFS на самом источнике питания.

Сварочный ток
Переменная сварочного тока в первую очередь регулирует количество наплавленного металла шва во время сварки.Как обсуждалось ранее, переменные процесса WFS и ток напрямую связаны, так что одно увеличение связано с другим, и наоборот. Сварные швы 1-5 демонстрируют эту взаимосвязь (рис. 1 и 2). При сохранении всех остальных переменных постоянными WFS постепенно увеличивался от сварного шва 1 до сварного шва 5, что, соответственно, увеличивало сварочный ток. Помните, что сварщик устанавливает WFS, а не текущий уровень источника питания GMAW-CV, поэтому основной способ регулировки тока — регулировка WFS. В таблице 1 показаны данные сварки этих швов.

Сварочный ток также влияет на профиль проплавления. Удерживая все остальные переменные постоянными, по мере увеличения сварочного тока шов будет проникать в основной материал. Это увеличение проплавления видно в сварных швах 1-5, рис. 1. Движущая сила, лежащая в основе пальцеобразного проплавления сварных швов 3-5, заключается в том, что режим переноса металла в сварочной дуге был режимом переноса металла распылением. Этот режим переноса металла обычно переходит от шарового режима к режиму распыления при сварочном токе свыше примерно 190 ампер для определенных комбинаций металла и защитного газа.

Рисунок 1. Поперечное сечение сварных швов 1-5. Красный контур лучше отображает профиль проникновения.

Рисунок 2: Вид сверху сварных швов 1-5

Таблица 1: Данные о сварочном токе

Сварочное напряжение
Сварочное напряжение в первую очередь регулирует длину дуги, которая представляет собой расстояние между расплавленной сварочной ванной и присадочным металлом проволоки в точке плавления внутри дуги.По мере увеличения напряжения сварной валик будет больше расплющиваться и иметь увеличивающееся отношение ширины к глубине. Сварные швы 7-11 на Рисунке 4 показывают это расширение сварных швов при увеличении напряжения. В таблице 2 приведены данные для этих сварных швов.

Обратите внимание, что проплавление сварных швов 7–9 оставалось относительно постоянным. Несмотря на изменение напряжения, сварочный ток не изменился, поэтому проплавление шва существенно не изменилось. Сварные швы 10 и 11 показали увеличение проплавления в виде пальца, а также увеличение сварочного тока.По мере того, как длина дуги увеличивается пропорционально увеличению напряжения, удлинение электрода, расстояние от контактного наконечника до точки, где сварочная проволока плавится в дуге, соответственно уменьшается, Рис. 3.

Рисунок 3: Диаграмма удлинения электродов и длины дуги

По мере уменьшения удлинения электрода уменьшается и сопротивление сварочному току, протекающему через эту часть проволоки. По закону Ома и при постоянном напряжении сварочный ток может увеличиваться.Ток действительно был увеличен, и его было достаточно, чтобы изменить режим передачи с шаровидного на распыляемый, о чем свидетельствует увеличение проникновения, похожего на пальцы. Этот феномен будет более подробно объяснен в следующем блоге, в котором будет рассмотрено влияние переменных расстояния контакта и рабочего расстояния (CTWD).

Рис. 4. Поперечное сечение сварного шва 7-11. Красный контур лучше отображает профиль проникновения.

Рисунок 5: Вид сварных швов сверху 7-11

Таблица 2: Данные о сварочном напряжении

В следующий раз мы рассмотрим переменные расстояния между контактом и рабочей поверхностью (CTWD) и скорость перемещения и посмотрим, как они влияют на профиль сварного шва и проникновение основного материала.

С любыми вопросами об основных принципах работы GMAW обращайтесь к Нику Капустке по адресу [email protected].

Сварочный словарь Fronius

Т

Взаимодействие с другими людьми

TAC

Во время прихватывания с помощью TAC импульсная дуга TIG приводит в движение жидкую сварочную ванну.Это приводит к ускоренному сращиванию элементов и, следовательно, к более короткому процессу прихватывания.

Взаимодействие с другими людьми

Прихватка

Прихватывание относится к соединению компонентов перед фактическим процессом сварки.

Взаимодействие с другими людьми

Тандемная сварка

При тандемной сварке два полностью изолированных проволочных электрода плавятся в сварочной горелке и в общей сварочной ванне.Этот процесс обеспечивает особенно высокую скорость наплавки, которая может быть преобразована в скорость сварки или объемное заполнение. Этот процесс сварки известен в Fronius под торговой маркой TWIN.

Взаимодействие с другими людьми

Темпер цвета

Цвета закалки — это поверхностные яркие окраски металлов, обычно вызванные тепловым воздействием и окислением. Этого можно избежать, используя различные формовочные и защитные газы.

Взаимодействие с другими людьми

Теплопроводность

Теплопроводность — это материальная величина, которая описывает, насколько хорошо материал проводит тепло. Материалы с высокой теплопроводностью трудно сваривать и требуют специальной обработки перед началом сварки (например, алюминий) или требуют высокой температуры предварительного нагрева (например, медь).

Взаимодействие с другими людьми

Процессы термического соединения

Процессы термического соединения относятся к соединению материалов за счет нагрева и / или применения силы.К ним относятся сварка прессом и сварка плавлением.

Взаимодействие с другими людьми

TIG AC

Это сварка TIG с использованием переменного тока, при которой полярность электрода быстро меняется с положительной на отрицательную. Он в основном используется при сварке алюминия.

Взаимодействие с другими людьми

Комфортная остановка TIG

Остановка процесса сварки без включения горелки путем кратковременного подъема и опускания электрода.

Взаимодействие с другими людьми

Контактное зажигание TIG

При обычном контактном зажигании TIG вольфрамовый электрод поднимается с заготовки. Затем выполняется заданная последовательность начала сварки.

Взаимодействие с другими людьми

TIG DC

Сварка TIG на постоянном токе, при которой полярность электрода отрицательная на протяжении всего процесса сварки.В исключительных случаях также можно использовать DC plus.

Взаимодействие с другими людьми

Наплавочная сварка TIG

Наплавка вольфрамовым электродом в среде инертного газа универсальна и идеально подходит для наплавки высоколегированных металлов и сталей. Процесс сварки обеспечивает высококачественные чистые и точные поверхности с небольшим количеством брызг.

Взаимодействие с другими людьми

Бесконтактное зажигание TIG (высокочастотное зажигание)

При сварке TIG дуга может зажигаться бесконтактным способом.Здесь используется источник высокого напряжения, который временно подключается к высокочастотному и маломощному.

Взаимодействие с другими людьми

Сварка TIG

Сварка вольфрамом в среде защитного газа — это процесс сварки в защитном газе. Здесь дуга горит между неплавящимся вольфрамовым электродом и заготовкой. Узнайте больше о сварке TIG Взаимодействие с другими людьми

ВРЕМЯ процесс

ВРЕМЯ означает переданную ионизированную расплавленную энергию.Процесс сварки TIME является синонимом высокопроизводительной сварки проволокой MAG.

Взаимодействие с другими людьми

Время близнец

С Time Twin два цифровых источника питания, которыми можно управлять по отдельности, работают в одном газовом сопле и в общей сварочной ванне. Оба проволочных электрода полностью изолированы. Это сокращает время цикла и повышает качество сварки и экономическую эффективность высокопроизводительной сварки.

Взаимодействие с другими людьми

Допуск

Это технический термин для обозначения зазора между двумя листами в продольном направлении и / или по высоте пластин.

Взаимодействие с другими людьми

Расстояние между резаком и деталью

Расстояние от горелки до заготовки — это расстояние между газовым соплом и заготовкой.Для достижения оптимальных результатов необходимо выбрать правильное расстояние, которое должно оставаться постоянным во время сварки.

Взаимодействие с другими людьми

Логика включения горелки

Можно установить два альтернативных режима работы: 2-тактный и 4-шаговый (разница в том, как работает кнопка горелки). Выбор между этими двумя пошаговыми режимами позволяет сварщику решить, хотят ли они удерживать кнопку горелки постоянно или только для начала и остановки сварки.В 2-тактном режиме кнопка горелки удерживается нажатой во время сварки и отпускается для ее завершения. В 4-тактном режиме триггер нажимается и снова отпускается (то же действие повторяется для завершения сварки). Это облегчает сварщику управление горелкой и работу с ней, что положительно сказывается, особенно при использовании более длинных сварных швов.

Взаимодействие с другими людьми

TouchHF

Зажигание с помощью высоковольтных импульсов при прикосновении к заготовке.

Взаимодействие с другими людьми

TPS / i

Эти устройства представляют собой полностью оцифрованные инверторные источники питания с микропроцессорным управлением. Универсальный контроллер контролирует весь процесс сварки. Фактические данные измеряются непрерывно, и устройство немедленно реагирует на любые изменения. Алгоритмы специальных правил обеспечивают поддержание желаемого целевого состояния.Программная система является решающим фактором для свойств сварных швов источников питания, а не жесткая аппаратная система, которую практически невозможно изменить. Это обеспечивает высокую точность процесса сварки, точную воспроизводимость результатов сварки и отличные рабочие характеристики. Подробнее о TPS / i Взаимодействие с другими людьми

TPS / i TWIN Push

Это новейшая сварочная система для тандемной сварки, основанная на системной платформе Fronius TPS / i.Подробнее о TPSI TWIN Push Взаимодействие с другими людьми

TransPocket

Серия TransPocket включает источники питания для электродной сварки с полностью цифровой инверторной технологией. Эти сварочные системы характеризуются удобством использования, долговечностью, высокой производительностью и мобильностью.Подробнее о TransPocket Взаимодействие с другими людьми

TransSteel

TransSteel — это полностью оцифрованный инверторный источник питания с микропроцессорным управлением. Модульная конструкция и внутреннее программное обеспечение упрощают добавление или обновление системы.Основное применение — сварка стали методом GMAW. Центральный блок управления связан с процессором цифровых сигналов. Они контролируют весь процесс сварки. Фактические данные измеряются непрерывно, поэтому устройство может немедленно реагировать на любые изменения. Специальные алгоритмы управления контролируют весь процесс сварки и обеспечивают поддержание желаемого целевого состояния. Система программного обеспечения является решающим фактором для свойств сварного шва. Это дает возможность вносить постоянные улучшения и адаптации.Подробнее о TransSteel Взаимодействие с другими людьми

TransTig

TransTig — это полностью оцифрованная серия TIG, которая может использоваться для приложений постоянного тока (DC). Подробнее о TransTig Взаимодействие с другими людьми

Вольфрамовый электрод

Вольфрамовый электрод является неплавящимся электродом для сварки TIG.Дополнительная информация о вольфрамовых электродах Взаимодействие с другими людьми

Включения вольфрама

Если вольфрамовый электрод касается сварочной ванны во время сварки TIG, частицы электрода могут попасть в расплавленную массу и вызвать дефекты сварки или включения вольфрама.

Взаимодействие с другими людьми

Виды излучения в электрической дуге

Электрическая дуга излучает видимое излучение, невидимое инфракрасное или тепловое излучение и невидимое ультрафиолетовое излучение.

Принципы, режимы и области применения плазменно-дуговой сварки или плазменно-дуговой сварки

Плазменно-дуговая сварка или PAW — это процесс дуговой газовой сварки, аналогичный газовой дуговой сварке вольфрамом (GTAW).Говоря более откровенно, PAW — это процесс с защитой от газа, использующий сжатую дугу между металлической деталью и неплавящимся вольфрамовым электродом. Разница между GTAW и PAW заключается в способе установки электродов в носовой части резака. Знать различные аспекты процесса плазменной сварки.

---

Основные моменты публикации:

• Принцип плазменно-дуговой сварки
• Типы сварки PAW
• Параметры плазменной сварки
• Режимы работы PAW
• Расходные материалы для плазменной сварки
• PAW Защитный газ
• Аппараты плазменной сварки
• Преимущества плазменно-дуговой сварки
• Недостатки сварки PAW
• Применения для плазменной сварки
• Меры предосторожности при сварке PAW

---

Принцип плазменно-дуговой сварки

По сути, сварка PAW является расширением сварки TIG, в которой используются неплавящиеся вольфрамовые электроды.Это процесс дуговой сварки, который приводит к слиянию из-за нагрева. Это происходит из-за сужения дуги между вольфрамовым электродом и соплом с водяным охлаждением. При плазменной сварке используются два инертных газа. Кроме того, один экранирует дуговую плазму, а другой образует дуговую плазму. Сварщики могут добавлять или не добавлять присадочный металл.

Типы плазменно-дуговой сварки

Обычно плазменная сварка бывает двух типов. Они следующие.

Дуговый процесс с переносом

В этом процессе между электродом и заготовкой образуется дуга.Дуга имеет высокую плотность энергии и скорость плазменной струи, предназначенной для плавления и резки металлов. Сварщики могут применять плазменную сварку цветных металлов и нержавеющей стали для их резки. Его также можно выполнять при высоких скоростях хода дуги при сварке.

Непереносимый дуговый процесс

В этом типе дуга образуется между суженным соплом с водяным охлаждением и электродом. А плазма дуги выходит из сопла в виде пламени. Сварщики могут лучше справляться с пламенем дуги или перемещать его из одного места в другое.Сварочный процесс можно использовать для получения металлических покрытий высокой плотности. Для возбуждения непередаваемой дуги требуется высокочастотный блок в цепи.

Параметры плазменной сварки

PAW использует, возможно, два или три газа, которые могут быть одинаковыми или комбинацией разных газов. Это следующие:

• Плазменный газ
• Защитный газ
• Обратная продувка и остаточный газ

Параметры для плазменно-дуговой сварки

Режимы работы

Процесс обычно работает с постоянным током.Режимы могут быть достигнуты за счет расхода плазменного газа и изменения диаметра ствола. Есть три режима работы.

Микроплазма (от 0,1 до 15 А) — Сварщики могут работать с дугой в этом режиме, поддерживая очень низкие сварочные токи. Столбчатая дуга остается стабильной, несмотря на то, что длина дуги варьируется до 20 мм.

Средний ток (от 15 до 200 А) — Обычно при более высоких токах от 15 до 200 А характеристики плазменно-дуговой сварки похожи на сварку TIG. Тем не менее, поскольку плазма сужается, дуга остается более жесткой.Однако есть возможность улучшить проплавление сварочной ванны, просто увеличив расход плазменного газа. Но это вызывает риск уноса воздуха и защитного газа.

Плазма Keyhole (более 100 А) — Сварщики могут создавать очень мощный плазменный луч, увеличивая поток плазменного газа и сварочный ток. В результате он обеспечивает полное проникновение в материал. Процесс подходит для более толстых материалов из нержавеющей стали до 10 мм.

Расходные материалы для плазменной сварки

В каждом сварочном процессе используются расходные материалы для выполнения сварных швов.Для плазменной сварки используются медные сопла и , электрод — вольфрам 2% торий . Диаметр наконечника электрода не так критичен, как для GTAW. Температура должна быть от 30 до 60 градусов. Большой диаметр отверстия может вызвать нестабильность дуги.

Защитный газ

Аргон — это обычная комбинация газов для плазменного газа. В качестве защитного газа аргон смешивается с 2-5% водорода .Гелий также можно использовать в качестве плазменного газа, но его более высокая температура приводит к снижению номинального тока сопла. Кроме того, меньшая масса гелия затрудняет работу в режиме замочной скважины.

PAW Машины

В основном, сварка PAW является модификацией сварки TIG. Поскольку плазма является интенсивным источником тепла и используется в этом процессе для плавления металлов. Обычно существует два типа аппаратов для плазменной сварки. Их-

1. Аппарат для плазменной сварки — Способен сваривать листы толщиной 100 мкм и толщиной 1 мм.

2.Аппарат для плазменной микросварки — Способен сваривать очень тонкие листы (от 100 микрон до 5 мм)

Преимущества плазменно-дуговой сварки

Каждый процесс дуговой сварки сочетает в себе как преимущества, так и недостатки. Плюс сварки PAW — это контроль и качество производства.

• Конструкция резака позволяет лучше контролировать дугу. вместе с более высоким допуском для расстояния зазора резака.
• Обычно обеспечивает более чистые и гладкие сварные швы .
• При PAW плазменная струя и более высокая концентрация тепла обеспечивают более высокую скорость перемещения .
• При плазменной сварке имеется меньших зон термического влияния .

Недостатки плазменно-дуговой сварки

Несмотря на преимущества, ограничения плазменной дуговой сварки заключаются в следующем.

• Начальные затраты на процесс плазменной сварки относительно высоки .Кроме того, оборудование очень дорогое.
• Как более специализированный вид сварки, требует более интенсивного обучения и опыта .
• вызывает излучение ультрафиолетового и инфракрасного излучения.
• производит более высокий шум около 100 дБ.

Применения для плазменно-дуговой сварки

Процесс сварки PAW в сварочной промышленности используется следующим образом.

• Сварщики используют плазменную дугу типа для сварки труб и трубок из титана или нержавеющей стали .
• Аэрокосмическая и морская промышленность широко применяют плазменную сварку .
• Для сварки или нанесения покрытия на лопатку турбины используется PAW.
• Плазменная сварка также применяется в электронной и ремонтной промышленности .

Меры предосторожности при дуговой сварке

Как мы все знаем, сварка — это процесс соединения, в котором используется тепло для сплавления двух или более металлов вместе. Это похоже на то, что сварщики сознательно играют с огнем, используя определенные правила и параметры сварки. Следовательно, возникает необходимость помнить о безопасности себя и окружающих вещей.

• Уполномоченное лицо должно осмотреть зону и определить меры предосторожности.
• Убедитесь, что все горючие вещества должны находиться на расстоянии 35 футов от места сварки. и должным образом защищены.
• Держите огнетушители рядом с и готовыми к немедленному использованию.
• Сварщики должны носить средства индивидуальной защиты , такие как шлемы, кожаные перчатки, защитную одежду, а также носить наушники или беруши.
• Там должна быть установлена ​​надлежащая система вентиляции, вытяжки или дыхания .

И соблюдайте другие меры безопасности в соответствии с требованиями места сварки.

Заключение

Таким образом, вышеупомянутая информация о различных аспектах плазменно-дуговой сварки или плазменно-дуговой сварки полезна для студентов, сварщиков и других специалистов в сварочной отрасли.

Связанный: Другие типы сварки

Нравится:

Нравится Загрузка …

Вам также может понравиться:

режимов переноса металла: короткое замыкание

Режимы переноса металла относятся к различным способам переноса присадочного металла (электрода) через сварочную дугу в сварочную ванну. Мы можем написать книгу по этой теме, но мы постараемся упростить ее, чтобы дать представление о различных способах передачи, их потребностях и их преимуществах и ограничениях.

Переменные, которые определяют режим переноса металла, включают: диаметр проволоки, силу тока, напряжение и состав защитного газа.

Основные режимы переноса металла:

1. Короткое замыкание переключения (короткая дуга)
2. Шаровидный
3. Спрей
4. Импульсный спрей

Существуют вариации, которые создают подкатегории внутри этих четырех, но нет необходимости усложнять вещи по большей части теоретической дифференциацией.

Эта статья будет посвящена передаче короткого замыкания, а остальные три режима мы рассмотрим в следующих статьях.

Короткое замыкание переключения

Короткое замыкание, обычно называемое «короткой дугой» и официально называемое GMAW-S, представляет собой режим передачи металла с низким тепловложением, при котором перенос металла от электрода к сварочной ванне происходит в результате серии коротких замыканий. По мере подачи сварочной проволоки она вступает в физический контакт с основным материалом и создает короткое замыкание.Когда происходит короткое замыкание, напряжение сразу падает до нуля. Однако сварочные аппараты MIG являются источниками питания постоянного напряжения, и их основная задача — поддерживать постоянное напряжение. Чтобы сделать это в случае короткого замыкания, которое стремится снизить напряжение до нуля, источник питания увеличит силу тока, чтобы разорвать короткое замыкание.

Короткое замыкание по существу сносится скачком силы тока, вызывая своего рода взрыв. Этот взрыв производит брызги и треск, который мы слышим.Некоторые люди сравнивают звук при коротком замыкании со звуком жарки бекона. Каждый раз, когда проволока замыкается на основной металл, сварочная дуга гаснет. Сварочный аппарат мгновенно отреагирует всплеском силы тока, чтобы устранить короткое замыкание и снова зажгнуть дугу. Это происходит много раз в секунду (до 200 раз в секунду!), Поэтому мы никогда не видим, чтобы дуга погасла.

Этот график зависимости силы тока и напряжения от времени показывает, как короткое замыкание доводит напряжение до нуля, и в то же время источники питания увеличивают силу тока, чтобы разорвать короткое замыкание .

Передача короткого замыкания генерирует низкое тепловложение из-за низкой силы тока и низкого напряжения. Из-за этого ограничивается тонкими материалами. Американское сварочное общество запрещает использование короткого замыкания в процедурах сварки, прошедших предварительную квалификацию, из-за высокой вероятности отсутствия плавления.

Типичные защитные газы для переноса короткого замыкания включают 100% диоксид углерода и смеси, содержащие до 75% аргона, остальное — диоксид углерода.

Преимущества переключения при коротком замыкании

• Подходит для более тонких материалов (1/8 дюйма и меньше) — низкое тепловложение предотвращает продувку основного материала, а при соответствующей скорости движения также предотвращает деформацию.
• Сварка во всех положениях — благодаря низкому тепловложению сварочная ванна быстро затвердевает, что позволяет выполнять сварку во всех положениях.
• Отлично подходит для зазоров и плохой подгонки — короткое замыкание хорошо подходит для плохой подгонки, включая зазоры. По этой причине короткое замыкание широко используется для выполнения корневого прохода на трубе.
• Низкая стоимость — низкие требования к силе тока при передаче короткого замыкания означают, что можно использовать базовые источники питания низкого уровня. Двуокись углерода также относительно недорога по сравнению со смесями с высоким содержанием аргона.

Ограничение переключения при коротком замыкании

• Ограничивается листовым металлом — как упоминалось выше, низкое тепловложение приводит к отсутствию плавления на более толстых секциях.
• Брызги — короткое замыкание дуги и последующее подрыв дуги из-за всплеска силы тока образуют брызги, которые увеличивают время очистки и снижают эффективность электрода.
• Не разрешено для использования в процедурах сварки, прошедших предварительную квалификацию (из-за подверженности отсутствию плавления).

Самая большая проблема с переносом короткого замыкания заключается в том, что мы можем сделать очень красивый сварной шов, который создает иллюзию качества. Ежедневно выполняются одно- и многопроходные переходные швы короткого замыкания на рамах прицепов, стальных зданиях и других несущих конструкциях. Вот почему так важно иметь квалифицированные сварочные процедуры. Следующие нормы, такие как AWS D1.1 «Правила сварки конструкций (сталь)», следует рассматривать не как неудобство, а как возможность повысить качество, следуя проверенным рекомендациям.

Чтобы проиллюстрировать, что может означать использование передачи короткого замыкания в элементах конструкции, взгляните на изображения ниже. Первый сварной шов (слева) был выполнен с использованием передачи короткого замыкания. Сварка справа была выполнена методом распыления.

Сварочный шов слева был получен с помощью короткого замыкания, и за счет изменения движения электрода образуются отчетливые ряби. Сварочный шов справа был косой (без манипуляций), выполненной распылением. Оба шва были выполнены на пластине толщиной 3/8 дюйма.

Глядя на внешний вид этих сварных швов, мы можем предположить, что оба шва являются хорошими.Некоторые люди предпочитают сварной шов слева, потому что им нравится вид ряби. Но что находится под этими сварными швами? Давайте взглянем.

На протравленном поперечном сечении шва короткого замыкания (слева) видно отсутствие плавления. Изображение справа показывает глубокое проникновение, связанное с переносом распылением.

Хотя оба сварных шва имеют одинаковый размер, сварной шов справа (перенос распылением) почти вдвое превышает нагрузочную способность из-за глубокого проникновения корня.Передаточный шов короткого замыкания справа показывает значительное отсутствие плавления. Эти сварные швы были выполнены на материале толщиной 3/8 дюйма, чтобы показать, что перенос короткого замыкания не следует использовать на толстых секциях. Для получения дополнительной информации по этой теме прочтите «Как определить прочность на сдвиг углового сварного шва».

Пришло время подумать о качестве сварных швов?

Ссылка: Руководство по процедуре дуговой сварки, 14-е издание

Разница между процессами сварки SMAW и TIG

Сварка — это один из процессов соединения, с помощью которого два или более твердых компонента могут быть соединены навсегда за счет образования коалесценции с применением тепла, давления и присадочного металла или без него.Существует большое количество сварочных процессов для эффективного и продуктивного соединения самых разных материалов несколькими способами. В зависимости от приложения тепла от внешнего источника во время сварки такие процессы можно разделить на сварку плавлением и сварку в твердом состоянии. При сварке плавлением дополнительное тепло применяется к расплавленным стыковочным поверхностям родительского компонента для осуществления соединения; в то время как при сварке в твердом состоянии тепло не поступает напрямую от внешнего источника, вместо этого соединение в основном осуществляется путем приложения давления без плавления стыковых поверхностей.Все процессы дуговой сварки, газовой сварки, контактной сварки и сварки интенсивным пучком энергии относятся к сварке плавлением.

Еще раз, дуговая сварка включает в себя большую группу сварочных процессов, каждый из которых имеет различные возможности с точки зрения качества соединения, обрабатываемого материала, возможного положения, времени сварки и производительности. Известные примеры включают ручную дуговую сварку металлическим электродом, газовую дуговую сварку металлическим электродом, дуговую сварку вольфрамовым электродом вольфрамовым электродом, дуговую сварку флюсом, сварку под флюсом и т.д. достаточная разность потенциалов.Эта дуга является основным источником тепла для сплавления соприкасающихся поверхностей компонентов. SMAW и TIG являются процессами дуговой сварки и следуют одному и тому же основному принципу; однако у каждого из них разные возможности и приложения.

Дуговая сварка защитным металлом (SMAW) , также называемая ручной дуговой сваркой металлическим электродом (MMAW), представляет собой процесс дуговой сварки, при котором дуга образуется между плавящимся электродом и основным металлом. В основном это выполняется вручную. Расходный электрод обеспечивает заполнение корневого зазора, поэтому дополнительный наполнитель не требуется.Электрод покрыт подходящим флюсом для защиты от коррозии. Этот флюс также распадается во время сварки с образованием защитного газа. Сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа (TIG) , официально известная как дуговая сварка вольфрамовым электродом (GTAW), также представляет собой процесс дуговой сварки, при котором дуга образуется между неплавящимся электродом и основными металлами. Таким образом, при необходимости можно подавать присадку дополнительно путем подачи присадочного прутка в зону сварки. Инертный защитный газ также подается из дополнительного источника для защиты сварного шва.В то время как SMAW более гибок и имеет разнообразные приложения, TIG может обеспечивать надежные, бездефектные и, по всей видимости, хорошие соединения. Различные различия между процессами сварки SMAW и TIG приведены ниже в виде таблицы.

В

SMAW	TIG
SMAW использует расходуемый электрод.	TIG используется неплавящийся электрод.
Присадочный материал подается самим электродом.	Присадочный металл требуется подавать дополнительно путем подачи стержня фильтра.
Материал электрода обычно аналогичен основному материалу.	Электрод изготовлен из вольфрама с легирующими элементами. Это независимо от основного материала.
Подходит только для однородной сварки.	Подходит для автогенной сварки. Также может выполняться в гомогенном и гетерогамном режимах.
Электрод покрыт подходящим флюсом.	В нем используется неизолированный электрод.
Флюсовое покрытие электрода разрушается во время сварки с образованием защитного газа.	Защитный газ подается от внешнего источника по трубопроводу и горелке / соплу.
SMAW при сварке образует брызги, которые ухудшают внешний вид.	Сварка TIG без брызг.
Выполняется вручную и процесс довольно простой.	Это может быть выполнено вручную или с помощью некоторых автоматических устройств.Процесс не так прост в исполнении и требует обученного сварщика.
Это сравнительно быстрый процесс, но качество стыков не очень хорошее. Он обычно используется в бытовых и общепромышленных применениях.	Это не очень быстрый процесс, но с его помощью можно получить надежное, надежное и качественное соединение. Он в основном используется в сложных промышленных соединениях.
Он гибкий и может выполняться на удалении в различных положениях сварки.	Невозможно выполнить в удаленном месте, если до него не достанет фонарик.

Расходный и неплавящийся электрод и присадочный металл: Расходуемый электрод — это электрод, который плавится во время дуговой сварки и обеспечивает необходимый присадочный металл для заполнения корневого зазора между основными компонентами. Таким образом, дополнительный присадочный металл не требуется. Напротив, неплавящийся электрод не плавится во время сварки, поэтому при необходимости требуется дополнительная подача присадочного материала.Заполнитель может не потребоваться, если корневой зазор слишком мал или опорные пластины тонкие. В дуговой сварке защищенным металлическим электродом используется плавящийся электрод, и, таким образом, электрод обеспечивает присадку. Сварка вольфрамом в среде инертного газа выполняется неплавящимся электродом, поэтому присадочный материал подается путем подачи дополнительного присадочного стержня в зону сварки, когда это необходимо.

Материал электрода: Каждый электрод для дуговой сварки должен быть электропроводным, чтобы возникла дуга за счет лавины потока электронов между концом электрода и поверхностью базовой пластины.Электрод SMAW представляет собой стержень малого диаметра длиной 2 — 3 фута. Состав этого электродного металла более или менее аналогичен составу основных металлов. Следовательно, электрод SMAW бывает из разных материалов, и совместимый может быть выбран в первую очередь на основе основного материала. В отличие от этого, сварочный электрод TIG не зависит от рабочего материала, поскольку он не плавится и не осаждается на сварном шве. Электрод TIG изготовлен из титана (самая высокая температура плавления) с некоторыми легирующими элементами, такими как торий, оксид лантана, оксид церия и диоксид циркония, для улучшения различных сварочных характеристик, таких как коэффициент излучения электронов, эрозия электрода и т. Д.

Три режима сварки: Как упоминалось ранее, присадочный материал не обязательно требуется во время сварки, особенно когда корневой зазор очень мал или опорные плиты тонкие. Однако, если применяется наполнитель, его металлургический состав должен быть совместим с составом основных материалов. Дуговая сварка может выполняться в трех различных режимах: автогенном, однородном и неоднородном. Когда соединение осуществляется без наполнителя, это называется автогенным режимом.Когда нанесен наполнитель и состав наполнителя почти аналогичен составу основного металла, это называется гомогенным режимом. Если состав присадки существенно отличается от состава основного металла, то это называют гетерогенным режимом. Поскольку процессу SMAW присущ наполнитель (расходуемый электрод), то его нельзя проводить в автогенном режиме. Он особенно подходит для гомогенного режима; в то время как TIG особенно подходит для автогенного режима. Однако TIG может также удовлетворительно применяться для двух других режимов; однако совместимый наполнитель необходимо подавать дополнительно с постоянной скоростью (процесс будет сложным).

Покрытие электродов и защитный газ: Электроды для дуговой сварки могут быть с покрытием или без покрытия. Покрытие обычно используется для защиты электрода от коррозии. Электрод с флюсовым покрытием дает еще одно преимущество. Во время сварки этот флюс распадается с образованием достаточного количества инертного газа, который может вытеснять кислород из зоны сварки и впоследствии защищает горячий сварной шов от окисления или другого загрязнения. Такое экранирование обязательно необходимо для получения бездефектной сварки. Если электрод является оголенным, необходимо подавать защитный газ из внешнего источника (например, газового баллона) с помощью подходящих принадлежностей.В SMAW используется электрод с флюсовым покрытием, поэтому флюс обеспечивает защитный газ во время сварки. В отличие от этого, при сварке TIG используется неизолированный вольфрамовый электрод, и поэтому требуется подача защитного газа извне.

Сварочные брызги: В контексте дуговой сварки брызги — это крошечные капельки расплавленного присадочного металла, которые выходят из зоны сварки в основном из-за рассеяния электрической дуги. Это разбрызгивание вызывает потерю дорогостоящего присадочного металла, а также снижает скорость его осаждения.Это также делает дугу нестабильной, что затрудняет ее обслуживание. Нежелательное осаждение металлических капель вокруг сварного шва также ухудшает внешний вид и иногда требует дополнительной последующей обработки, например шлифовки. Определенным процессам дуговой сварки свойственно образование брызг даже при оптимальном наборе параметров. Дуговая сварка защищенным металлом — один из таких методов, который всегда связан с разбрызгиванием. Однако уровень разбрызгивания можно минимизировать, используя оптимальные параметры процесса, должным образом очищая поверхность основного металла и контролируя окружающую среду желаемым образом.Сварка TIG обычно не имеет дефектов, связанных с разбрызгиванием и разбрызгиванием.

Ручное и автоматическое управление и качество соединения: Дуговая сварка в экранированном металле выполняется вручную, поэтому ее также называют ручной дуговой сваркой. Поэтому поддерживать постоянную длину дуги, направление сварки, скорость подачи и т. Д. Довольно сложно; но такие параметры влияют на качество и прочность соединения. Соответственно, качество сварки зависит от опыта и способностей сварщика. Однако зажигание и поддержание дуги довольно просто.Никакого наполнителя тоже не требуется подавать дополнительно. Таким образом, процесс сравнительно проще. Сварку вольфрама в среде инертного газа можно выполнять вручную, в противном случае можно использовать автоматизированную систему.