42. Ручная дуговая сварка. Область применения, сущность процесса.
Ручную дуговую сваркувыполняют сварочными электродами, которые вручную подают в дугу и перемещают вдоль заготовки. В процессе сварки металлическим покрытым электродом дуга горит между стержнем электрода и основным металлом. Стержень электрода плавится, и расплавленный металл каплями стекает в сварочную ванну. Вместе со стержнем плавится покрытие электрода, образуя защитную газовую атмосферу вокруг дуги и жидкую шлаковую ванну на поверхности расплавленного металла. ПО мере движения дуги сварочная ванна затвердевает и формируется сварной шов. Жидкий шлак после остывания образует твёрдую шлаковую корку.
Применение:сварка углеродистых и низколегированных углеродистых сталей, легированных конструкционных сталей, легированных жаропрочных сталей, высоколегированных сталей с особыми свойствами и т д.
Ручная сварка позволяет выполнять швы в различных пространственных положениях: нижнем, вертикальном, горизонтальном, потолочном.
Основным параметром режима ручной дуговой сварки является сварной ток (I, А).
Ручная дуговая сварка производится двумя способами: неплавящимся и плавящимся электродом. По первому способу свариваемые кромки изделия приводят в соприкосновение между неплавящимся (угольным или графитовым) электродом и изделием и возбуждают электрическую дугу. Кромки изделия и вводимый в зону дуги присадочный материал нагреваются до плавления и образуют ванну расплавленного металла, которая после затвердевания превращается в сварной шов. Второй способ сварки выполняемой плавящимся электродом, является основным при ручной дуговой сварке. Электрическая дуга возбуждается между металлическим (плавящимся электродом) и сварными кромками изделия. Получается общая ванна расплавленного металла, которая, охлаждаясь, образует сварной шов.
Сварка является наиболее важным способом получения неразъемных соединений из различных материалов, свариваются металлы и сплавы, керамика, стекло, пластмассы, разнородные материалы. Сварка применяется во всех областях техники. Сварка на монтаже, сварка непротяжённых швов, ремонт строительной и сельскохозяйственной техники, машин, оборудования и т.д.
43. Контактная сварка. Область применения, сущность процесса.
Контактная сварка— это процесс образования соединения в результате нагрева металла проходящим через него электрическим током и пластической деформации зоны соединения под действием сжимающего усилия. Около 30% всех сварных соединений выполняется контактной сваркой. При этом сваривается большинство конструкционных материалов в широком диапазоне толщин и сечений: от нескольких микрометров до 30 мм при точечной сварке.
Область примененияконтактной сварки весьма обширна – от крупногабаритных строительных конструкций и космических аппаратов до миниатюрных полупроводниковых устройств и микросхем. Ее широко используют во многих отраслях промышленности. Контактной сваркой можно соединять практически все известные конструкционные материалы – низкоуглеродистые и легированные стали, жаропрочные и коррозионно-стойкие сплавы, сплавы на основе алюминия, магния и титана и др.
Ручная дуговая сварка — видео и принцип работы сварочного аппарата
Метод РДС – это самый распространенный и доступный метод сварки штучным покрытым электродом. В инструкции ручная дуговая сварка видео хорошо видно, что этот метод отличается мобильностью и простотой в использовании, а также не требует никакого дополнительного оборудования. Чтобы познакомиться с техникой сварки и узнать все о методе “ручная дуговая сварка”, видео смотрите на нашем сайте.
Сущность процесса РДС
Сущность ручной дуговой сварки заключается в том, что свариваемый металл плавится теплом дуги, а зажигание, поддержание и перемещение дуги осуществляется ручным способом. Одним из элементов является металлический стержень, а другим – свариваемое изделие.
С помощью источника тока (переменного или постоянного) на кончике электрода образуется сварочная дуга, которая плавит сам электрод и изделие, образуя при этом жидкую сварочную ванну, из которой потом, по мере остывания, формируется будущий шов. Шов, при этом, покрывается шлаковой коркой, которую по окончании сварки отбивают молотком. Иногда сварочные швы требуют дополнительной обработки или зачистки. После просмотра различных видео-инструкций для начинающих, дуговая сварка станет понятным процессом.
Этот метод подходит для сварки углеродистых, низколегированных, конструкционных, высоколегированных, теплоустойчивых сталей. С его помощью, возможно, также резать и наплавлять металл. С использованием специальных электродов, возможно, производить сварку цветных металлов.
Как можно увидеть на видео, электродуговая сварка чугуна или нержавейки осуществляется на постоянном токе, а алюминия – на переменном токе.
Виды и методы РДС
Существуют следующие методы и виды ручной дуговой сварки: сварка «с опиранием обмазки» (дает большую глубину проплавления), сварка «пучком» (увеличивает производительность), сварка «ванным» способом (позволяет экономить электроэнергию и снижает расходы, используется для сварки стержней арматуры), сварка «трехфазной» дугой (обеспечивается стабильность горения дуги), а также сварка «наклонным» или «лежачим» электродом (служит для механизации процесса).
Сварочные аппараты, виды и принцип работы
Полезной будет информация для начинающих: дуговая сварка может осуществляться с применением совершенно разного оборудования: трансформаторных источников, выпрямителей, инверторов.
Любой сварочный аппарат – это, в первую очередь, источник сварочного тока, который необходим для получения и поддержания сварочной дуги. Принцип работы сварочного аппарата заключается в следующем.
В его корпус заключен силовой трансформатор, преобразующий ток из розетки (переменный) с высоким напряжением в сварочный ток (переменный или постоянный) с пониженным безопасным напряжением. С помощью трансформатора также происходит регулировка тока и формирование необходимой вольт-амперной характеристики.
Сварочный аппарат подключается в розетку (первичный ток), и в зависимости от напряжения (220/380 В), к вторичному току в разъемы на передней панели аппарата с помощью токовых наконечников подключается сварочный кабель. От типа применяемого источника будет зависеть, какой сварочный ток будет на выходе из аппарата. Он может быть переменным или постоянным.
Принцип работы сварочного аппарата постоянного тока основан на преобразовании переменного тока из сети, но, благодаря выпрямительному блоку в конструкции таких аппаратов, ток выпрямляется и становится постоянным.
Далее к кабелю присоединяются электрододержатель и клемма заземления (или массовый зажим на изделие). При сварке постоянным током количество тепла на электродах различное, поэтому в сварке введено понятие полярности. Как показано на видео, электродуговая сварка может производиться на прямой или обратной полярности.
Электрододержатель может быть присоединен как к «плюсовому» разъему (обратная полярность), так и к «минусовому» (прямая полярность). Какую полярность выбрать при сварке, зависит от толщины изделия и марки используемых электродов. Классический метод подключения – «плюс» на держатель. Массовый зажим надежно крепится на изделии или заготовках.
Достаточно распространен и способ крепления массового зажима к сварочному столу. Сварочный ток выставляется перед началом сварки с помощью специального регулятора, а его значение зависит от того, какую толщину металла придется сваривать и от выбранного диаметра электрода. Мощность держателя, клеммы заземления, как и толщина сварочного кабеля, подбираются в зависимости от величины сварочного тока.
Поделитесь со своими друзьями в соцсетях ссылкой на этот материал (нажмите на иконки):
всё, что вы хотели знать
Ручная дуговая сварка (она же сварка MMA, РД, РДС) с угольным электродом была придумана еще в конце 19-го века российским изобретателем Николаем Бернардосом. Тогда же изобретатель запатентовал свою технологию во многих странах Европы. Позднее он же придумал контактную сварку и дуговую сварку в среде защитного газа.
С тех пор прошло немало времени, и технология ручной дуговой сварки прошла множество модификаций. Так, например, среди домашних умельцев получила распространение не классическая дуговая сварка угольным электродом, а сварка с применением плавящихся стержней. Также сварочные аппараты получили множество новых функций, а в производстве стали применяться металлы с особыми свойствами.
Поэтому технология дуговой сварки стала несколько сложнее. В этой статье мы вам подробно расскажем, что такое ручная дуговая сварка, какие достоинства и недостатки есть данного метода соединения металлов и как выполняется РД сварка металлоконструкций.
Содержание статьи
Общая информация
Ручная дуговая сварка MMA (MMA — общепринятое международное название) — это процесс формирования сварочного соединения с помощью электрической дуги. Дуга зажигается между электродом и поверхностью металла, горит стабильно и формирует ровный шов. Электроды для РДС изготавливаются из металлической проволоки и имеют специальное покрытие, защищающее сварочную зону от негативного влияния кислорода. В работе используются электроды, длиной до 45 сантиметров.
Дуга при ручной сварке зажигается либо методом постукивания (сварщик постукивает концом электрода о поверхность металла, не применяя силу), либо методом чирканья (по аналогии со спичечным коробком). Дуга плавит металл и одновременно с деталью плавится электрод. При плавлении электрода металл наплавляется и формируется шов. Допустимо незначительное разбрызгивание металла.
Ручная дуговая сварка MMA с помощью покрытых электродов — один из простейших видов сварки. Отсюда и множество нюансов в работе. При таком методе сварки рабочее время расходуется нерационально, много сил уходит на формирование шва, снижается производительность труда. Поэтому такая технология больше востребована у домашних умельцев, нежели на крупном заводе.
Зато с помощью РДС вам под силу наплавка валов, сварка многих типов металлов и относительно быстрый ремонт изделий из металла в домашних условиях. Также при наличии опыта и квалификации можно выполнить разные типы швов, в том числе трудоемкие, вроде потолочных.
Достоинства и недостатки
Ручная дуговая сварка плавящимся электродом не зря является самым популярным методом соединения металлов. С ее помощью можно выполнить несложный ремонт, сформировать короткие прочные швы, провести быстрое техническое обслуживание какого-нибудь оборудования. Но это еще не все плюсы.
По сравнению с другими технологиями сварочные аппараты для РДС сварки стоят недорого, они компакты и просты в использовании. Также для работы не требуется дополнительная защита сварочной зоны с помощью газа или флюса, поскольку с этой задачей справляется электрод. Еще один плюс — возможность работать практически в любых условиях: и на улице, и в цеху, и на ветру, и под палящим солнцем. А это важно, если нужно произвести быстрый ремонт в «полевых» условиях.
Не стоит забывать, что РДС подходит для сварки самых разных металлов: от углеродистых и легированных сталей до чугуна, алюминия и меди. При этом толщина деталей может достигать нескольких сантиметров и мощный сварочный аппарат справится с этой задачей. Также можно произвести сварку в любом пространственном положении, если это потребуется.
Теперь о недостатках. РД по металлу требует частых перерывов в работе. Они необходимы, чтобы заменить расплавленный электрод на новый. А его расход может быть очень большим при отсутствии опыта или при сварке толстых металлов. Если электрод достиг длины в 5 сантиметров и менее, то его тут же следует заменить.
Ручная сварка с применением электрода подразумевает образование шлака вокруг сварочной зоны и шва. С одной стороны, это хорошо, поскольку шлак дополнительно защищает сварочную ванну от кислорода. Но после работы шлак нужно удалить с поверхности металла. Этот процесс может быть трудоемким и отнимает немало времени.
Из-за этих двух недостатков ручная дуговая сварка считается одной из самых медленных. Она приводит к перерасходу времени и не идет ни в какое сравнение с конкурентами, вроде MIG сварки. Вы должны взять во внимание этот недостаток.
Из-за того, что в работе нельзя использовать электроды до конца, а принято часто заменять их на новые, происходит перерасход комплектующих. Выходит, что в работе используется не более 70% электрода, остальное считается огарком. Этот факт увеличивает себестоимость работ.
Несмотря на относительную универсальность, с помощью РДС не получится сварить олово или цинк. И вообще все металлы с низкой температурой плавления. Это происходит из-за того, что коэффициент тепловложения слишком велик при сварке электрической дугой. Также ручная дуговая сварка плавящимся электродом не подойдет для соединения деталей из титана, тантала и любых других металлов, обладающих активными химическими свойствами. Электрод не сможет в должной мере защитить шов от окисления.
Ну и последний минус, который нужно упомянуть. В ручной дуговой сварке ток проходит по всей длине электрода, и если значение тока будет слишком велико, то стержень может перегреться и защитное покрытие разрушится. Из-за этого вы просто не сможете установить высокие значения тока, чтобы хоть как-то ускорить работу. Это еще одна причина, почему скорость работы при ручной сварке металлоконструкций может быть ниже, чем при использовании других методов сварки.
Разновидности
Нельзя выбрать какой-то один определенный способ сварки РДС, поскольку технология проста и не имеет дополнительной классификации. Конечно, можно классифицировать ручную дуговую сварку по типу используемого электрода, по типу получаемого шва или по типу дуги. Но это лишь усложняет понимание сути технологии. Поэтому предлагаем сразу приступить к изучению основ РД сварки, не вдаваясь в подробности классификации.
Особенности сварки
Понимая принцип ручной дуговой сварки плавящимся электродом можно приступить к самому сварочному процессу. Для начала разберемся, в каких случаях такая сварка целесообразна. РД по металлу целесообразна том случае, если толщина детали начинается от 2 миллиметров и не превышает 50 миллиметров. Также целесообразна сварка легированных, углеродистых и нержавеющих сталей. РДС отлично подойдет для мелкосерийного производства или для сварки штучных изделий. Если металлы толще и деталей много, то рекомендуем заменить ММА сварку на MAG.
Если детали будут слишком тонкими, то они будут плавиться слишком быстро. Это приводит к образованию дефектов, шов просто не успевает сформироваться. Даже если вы установите минимальное значение тока. Используйте другие технологии сварки тонкого металла, не рискуйте.
Выше мы писали, что возможна сварка деталей толщиной до 50 миллиметров. Но мы все же рекомендуем соединять металлы с толщиной максимум 20 миллиметров. Сварка толстых деталей экономически невыгодна при использовании технологии ручной дуговой сварки.
Все эти правила не применимы к ситуации, когда нужно сварить короткий шов, чтобы произвести небольшой ремонт. Если участок сварки слишком мал, вы не будете использовать дорогостоящее оборудование, газ, флюсы и прочее. В таких ситуациях ручная дуговая сварка MMA вполне целесообразна при сварке деталей толщиной до 200 миллиметров.
Технология ручной дуговой сварки начинается с основ о пространственном положении. Мы писали, что ручная дуговая сварка плавящимся электродом возможна в любом положении. Это правда, но с оговорками. Дело в том, что не все электроды позволяют выполнить сложные потолочные или вертикальные швы. Они плавятся слишком быстро и стекающий металл не позволяет сформировать шов. Обратите на это внимание перед выполнением ответственной работы.
По этой причине наилучший результат достижим именно в нижнем или горизонтальном пространственном положении. Такую работу сможет выполнить сварщик даже с низкой квалификацией, можно использовать электроды большего диаметра и установить на сварочном аппарате большую силу тока, чтобы ускорить рабочий процесс. Так что если вы можете заменить потолочные швы на нижние — не отказывайтесь от такого решения.
Если вы используете метод ручной дуговой сварки покрытыми стержнями и вам все же нужно сделать потолочных шов, то выберите электроды небольшого диаметра и установите на аппарате минимальное значение сварочного тока. Работайте не медленно и не быстро, постарайтесь найти «золотую середину» в скорости ведения дуги. Ведите дугу уверенно и не отклоняйтесь в стороны.
Теперь поговорим о типе и полярности тока. Сварка ММА может производить на постоянке и на переменке, выбор режима зависит от электродов. Обязательно читайте упаковку ваших стержней перед работой, некоторые электроды могут быть предназначены только для работы на одном типе тока.
Одно известно точно — при постоянном токе дуга горит стабильнее, чем при переменном. Это заметно даже при использовании универсальных стержней, способных работать с любым родом тока. Словом, если вы начинающий сварщик, то приобретайте универсальные комплектующие и экспериментируйте с настройками.
Что касается полярности, то ее выбор зависит от того, какая скорость плавления электрода вам необходима. Если выберите обратную полярность и установите постоянный ток, то электрод будет плавиться медленнее и равномернее. Это наиболее приемлемый вариант. Есть электроды, которые работают одинокого хорошо с любой полярностью.
Ручная сварка железа или никеля имеет свои сложности. В работе металл может быть подвержен проблеме, называемой магнитным дутьем. Магнитное дутье — это когда дуга начинает непроизвольно отклоняться от сварочной ванны из-за магнитных свойств металла. Чтобы избежать этих проблем установите на сварочнике переменный ток, это может помочь.
Подбор электродов
Электроды так же важны, как и соблюдение технологии сварки. От их правильного выбора во многом зависит качество будущего шва. Нужно подбирать стержни в соответствии с металлом, который вы собираетесь варить. Многие характеристики электрода можно узнать по его маркировке. О том, как читать маркировку мы рассказывали в этой статье.
При работе с ручной дуговой сваркой обращайте внимание на свойства выбранных вами электродов. Свойства зависят от типа покрытия. У электродов для РДС чаще всего рутиловое или основное покрытие. Мы не будем утверждать, какое из них лучше. Просто перечислим их положительные и отрицательные стороны.
Электроды с рутиловым покрытием часто используют новички, поскольку проще зажечь и вести дугу. Они представлены в широком ассортименте, есть и бюджетные, и дорогие марки. Мы не рекомендуем покупать слишком дорогие электроды для домашней сварки, поскольку они просто не раскроют весь свой потенциал.
Из недостатков рутилового покрытия можно выделить повышенное содержание водорода в сварном соединении, что несколько ухудшает качество шва. Но зато металл практически не разбрызгивается при сварке, что очень важно. Новичкам рекомендуем электроды марки МР-3, как одни из самых бюджетных и распространенных.
Электродами с основным покрытием — выбор опытных профессиональных сварщиков. С такими стержнями довольно трудно работать, поскольку дуга зажигается неохотно и в процессе сварки должна быть очень короткой. Все это требует опыта. Но если вы новичок не бойтесь применять такие электроды в своей практике. Так вы сможете быстрее научиться. Электроды с основным покрытием обеспечивают отличное качество шва. Если вам нужно сварить относительно тонкий металл, то выбирайте электроды с основным покрытием.
Также электроды подбираются исходя из экономических факторов. При таком медленном способе сварки как РДС важно знать скорость наплавки стержня, чтобы определить, сколько времени и электродов понадобится на формирование шва. Существуют специальные высокопроизводительные стержни, с ними работе идет быстрее. Но ими, как правило, можно варить только горизонтальные швы.
Выше мы писали, что электрод нужно использовать на 70% процентов, оставляя примерно 5 сантиметров стержня. Некоторые новички намеренно устраивают перерасход электродов, используя их лишь наполовину. Многие объясняют это тем, что просто беспокоятся о длине электрода и предпочитают оставить стержень с запасом. Мы не рекомендуем так делать в своей практике. Вам придется еще чаще прерывать сварку и менять электроды на новые.
Вместо заключения
Ручная дуговая наплавка покрытыми электродами — классический и проверенный годами метод соединения деталей из металла. Она проста, не требует использования дополнительных комплектующих и ее основы понятны даже людям, далеким от сварки.
Чтобы обучиться этому делу, прочтите на нашем сайте дополнительные материалы по сварке. Также у нас вы найдете руководства на сварочные работы, обучающие статьи и полезную информацию по изготовлению самодельных сварочников и комплектующих. Делитесь свои опытом в комментариях, он наверняка будет полезен для начинающих сварщиков. Желаем удачи в работе!
[Всего голосов: 1 Средний: 5/5]Как же в целом происходит процесс ручной дуговой сварки? Для этого, необходимо рассмотреть сущность способа, поскольку без него, любое сваривание деталей и металлических конструкций сойдет на «нет». На самом деле, на практике, процесс сваривания происходит куда более быстро, чем это описано в письменном материале. Поэтому, при сваривании ручной сваркой половина процессов будет просто незаметна, так как перед вами будет лишь две детали, сварочный аппарат и маска, сквозь которую вы будете следить за тем, как сваривается два элемента. На самом же деле, этот процесс намного сложней. Итак, посмотрим на это. Сперва, к электроду и изделию, которое сваривается, для того чтобы образовалась и поддерживалась дуга, подключается постоянный или же переменный сварочный ток. При образовании сварочной дуги, она горит между стержнем электрода (он металлический) и тем участком металла, где необходима сварка. Так как дуга имеет очень высокую температуру, она воздействует на металл, расплавляя при этом и металлический стержень электрода, и металл самого изделия. Таким образом, образуется, так называемая, сварочная ванна. С торца расплавленного стержня на электроде, образуются капли жидкого металла, которые при помощи дуги, переносятся на поверхность изделия, то есть на тот участок, где происходит сварка. Вместе с тем, плавится и само покрытие электрода. Это покрытие, создает вокруг дуги специальную газовую защиту, а также жидкую шлаковую ванну. По мере того, как передвигается дуга, образуется сварное соединение, сварочная ванная затвердевает, в результате чего и образуется сварочный шов. Поверх этого сварочного шва образуется, так называемая, шлаковая корка, от которой в конечном результате нужно будет избавиться. Делается это легким постукиванием молотка, при помощи металлической щетки и других специальных инструментов. Также следует знать о некоторых других понятиях. Вот как, например глубина проплавления. Это такая глубина, на которую и расплавляется основной слой металла. Как правило, она зависит от установленного режима сварки, который предусматривает силу электрического (сварочного) тока, который подается на конец электрода, и, собственно, диаметр самого электрода. Также, этот параметр может зависеть от положения сварки в пространстве, от скорости перемещения дуги и толщины металла изделия. Еще, очень важным параметром, является длина дуги. Без нее, также сложно выполнить идеальный сварочный шов. Длиной дуги, как правило, считается расстояние от расплавленной поверхности стержня электрода, до расплавленной поверхности изделия, на котором проводится сварка. Чем это расстояние больше, тем сложнее контролировать и задавать траекторию сварному шву, но чем оно меньше, тем сложнее выполнять сваривание, так как существует вероятность того, что образуется слишком большая сварочная ванна, а если металл тонкий, то он и вовсе может прогореть насквозь. Таким образом, сущность способа ручной электросварки в целом, не очень сложен. Однако прежде чем приступать к любому свариванию, необходимы хорошие навыки и некоторый опыт за плечами. |
Ручная электродуговая сварка: особенности применения
Сварки металлов с применением электрической дуги — один из наиболее распространенных методов. Электродуговая сварка обладает множеством достоинств: она проста, универсальна, не требует дорогостоящего оборудования и мастеров высокой квалификации. С помощью этого метода возможна сварка чугуна, алюминия, меди, стали и любого другого металла.
В данном материале мы кратко расскажем, что такое электродуговая сварка и какие существуют виды электродуговой сварки.
Содержание статьи
Общая информация
Что такое электродуговая сварка? На картинке ниже вы можете видеть наглядную схему. По сути, ключевой элемент — электрическая дуга. Она образуется следующим образом: необходим источник, способный выдавать большое значение тока при относительно небольшом напряжении. Это напряжение подается на свариваемый металл и на электрод одновременно. В результате между электродом и металлом образовывается электрическая дуга.
В данном случае энергия электрического тока преобразовывается в тепловую энергию, за счет чего металл плавится, и сварщик может сформировать шов. Благодаря этой особенности температура нагрева может достигать нескольких тысяч градусов по Цельсию. Этой температуры достаточно для работы практически со всеми известными металлами. Отсюда такая универсальность электродуговой сварки.
Технология электродуговой сварки заключается в том, что помимо металла под действием высокой температуры также плавится электрод. В ходе этого процесса образуется сварочная ванна или сварочная зона. Здесь протекают все основные сварочные процессы: металл взаимодействует с электродом, образуется шлак и так далее.
Как мы упоминали выше, электродуговая сварка металлов выполняется с помощью электродов (их также называются стержнями). Электроды могут быть плавящимися и неплавящимися. Плавящийся электрод, как вы можете догадаться, плавится под воздействием температуры. А неплавящийся нет. По этой причине с неплавящимися стержнями нужно дополнительно использовать присадочную проволоку.
Присадочная проволока продается в бобинах, которые заправляются в специальный механизм подачи. Также проволоку можно подать в сварочную зону вручную. Она необходима для полноценного формирования сварочного шва.
Читайте также: Правила хранения электродов
У электродуговой сварки есть один существенный недостаток — дуга горит нестабильно и требует большого внимания при работе с ней. Чтобы упростить работу были придуманы плавящиеся электроды с особым составом, который может включать в себя натрий, калий и прочие элементы. Благодаря им дуга проще зажигается, горит стабильнее. Но этого недостаточно, чтобы справиться с еще одним недостатком дуговой сварки.
Мы говорим про окисление шва. Дело в том, что шов, взаимодействуя с кислородом, активно окисляется и теряет свои положительные свойства. Он становится хрупким и пористым, возрастает вероятность образования трещин. Чтобы справиться с этой проблемой можно использовать специальные защитные газы. К ним относится аргон, углекислый газ, гелий и различные смеси из этих газов.
Электродуговая сварка с применением защитных газов требует использования особых сварочных аппаратов, которые оснащены системой подачи газа. У вас не получится сварить металл с газом, если вы решили выполнить работу с помощью бюджетного компактного инвертора. Так что заранее определитесь, какой сварочный аппарат вам нужен.
В работе можно использовать и переменный, и постоянный ток. Мы рекомендуем использовать постоянный ток, поскольку наша практика показала, что металл меньше разбрызгивается, шов получается ровнее и качественнее. На переменном токе в основном работают только профессионалы своего дела, которые четко осознают, зачем им нужны именно такие настройки сварочного аппарата.
Особенности дуги
Говоря про электродуговую сварку не лишним будет рассказать вам об электрической дуге, как о самом главном элементе. Мы уже разобрались, что электрическая дуга формируется в момент первого взаимодействия электрода с металлом. Чтобы вам было проще понять представьте, что формирование дуги похоже на кратковременный разряд тока. Понятие электрической дуги очень обширно, так что применительно к сварке ее называют просто сварочной дугой.
Вместе с тем, сварочная дуга — это основной элемент всей электрической цепи во время сварки. Она может быть сжатой, косвенной и прямой. Сжатая дуга — это гибрид из косвенной и прямой, но при этом сжатой в струе газа. Она используется для резки или сварки тугоплавких металлов. Дуга косвенного действия формируется между двумя электродами, при этом металлическая деталь, которую вы собираетесь варить, не включается в электрическую цепь. Дуга прямого действия самая распространенная. Она образуется между электродом и металлом.
Виды электродуговой сварки
Теперь, когда мы разобрались с определением и особенностями сварочной дуги, приступим к классификации методов электродуговой сварки.
Самый распространенный метод — ручная электродуговая сварка (РДС). Она используется для сварки всех видов металлов, в том числе черных и цветных. Ключевая особенность РДС — обязательная необходимость защищать сварочную зону от кислорода. С этой задачей неплохо справляются плавящиеся электроды со специальным покрытием. Под воздействием высокой температуры покрытие плавится, образуя защитный слой на поверхности шва, и защищая его от пагубного влияния кислорода.
Технология ручной электродуговой сварки крайне проста, поэтому она получила широкое распространение среди домашних сварщиков. Электрод подсоединяется к держаку и его конец нагревается, когда им постукивают или чиркают о поверхность металла. Этот процесс зажигает дугу, замыкается электрическая цепь.
Затем электрод медленно отводят от поверхности металла примерно на пол сантиметра. На расстоянии между электродом и металлом появляется видимая дуга. Если расстояние меньше 5 миллиметров, то такая дуга называется короткой. Мы рекомендуем использовать именно короткую дугу в своей работе, но это требует опыта и частой практики, поскольку не так уж просто непрерывно вести электрод на расстоянии менее пол сантиметра.
Но это не единственный метод. Также есть сварка под флюсом, сварка неплавящимся электродом в среде защитного газа и сварка с применением порошковой проволоки. Технологический процесс электродуговой сварки с применением любого из этих методов мало отличается от РДС. Единственное отличие — используемые в работе комплектующие и оборудование. Сама же дуга и ее характеристики остаются неизменными. Давайте подробнее разберем каждый метод.
Начнем со сварки применением флюса. Флюс — это вещество, выпускаемое в жидком, порошкообразном, пастообразном и кристаллическом виде, которое подается в сварочную зону и выполняет роль защиты шва от кислорода. Также флюс обеспечивает стабильное горение дуги и несколько упрощает формирование шва. Зачастую для работы с флюсом используют автоматический сварочный аппарат, который сам подает флюс в сварочную зону. Но вы можете и вручную нанести защитное вещество на поверхность металла. С помощью этого метода можно без особых трудностей варить металл любой толщины.
Второй метод — сварка с применением неплавящихся электродов. Они могут быть вольфрамовыми, угольные или графитовыми. Такой метод требует использования защитных газов и проволоки, об этом мы писали выше. С помощью такого метода возможна качественная сварка чугуна, алюминия, никеля, меди и прочих металлов. Такой способ зачастую используют профессиональные сварщики, которым доверили ответственную работу. Шов получается очень качественным и аккуратным. Также вы сможете сварить металлы любой толщины с достаточно быстрой скоростью.
Последний вид электродуговой сварки — сварка с применением порошковой проволоки. Этот метод очень интересный. Здесь при формировании шва в зону сварки подают специальную порошковую проволоку, но от обычной она существенно отличается. Сама порошковая проволока представляет собой полую трубку, которая заполнена флюсом. При плавлении этой проволоки флюс высвобождается и также плавится, образуя тот же защитный слой, что и при работе с обычным порошковым или кристаллическим флюсом.
Вместо заключения
Теперь вы знаете, что такое электродуговая сварка. Сварщик электродуговой обязан знать не только основы самого сварочного процесса, но и быть ознакомленным с основными нормативными документами, должен уметь читать чертежи и проводить первичный контроль качества. Технологический процесс электродуговой сварки не так уж сложен, как может показаться на первый взгляд. Все, что от вас необходимо — это правильно зажигать дугу, следить за ее стабильность и работать с оптимальной скоростью. Этого уже будет достаточно для успешного старта. Желаем удачи в работе!
Как же в целом происходит процесс ручной дуговой сварки? Для этого, необходимо рассмотреть сущность способа, поскольку без него, любое сваривание деталей и металлических конструкций сойдет на «нет». На самом деле, на практике, процесс сваривания происходит куда более быстро, чем это описано в письменном материале. Поэтому, при сваривании ручной сваркой половина процессов будет просто незаметна, так как перед вами будет лишь две детали, сварочный аппарат и маска, сквозь которую вы будете следить за тем, как сваривается два элемента. На самом же деле, этот процесс намного сложней. Итак, посмотрим на это. Сперва, к электроду и изделию, которое сваривается, для того чтобы образовалась и поддерживалась дуга, подключается постоянный или же переменный сварочный ток. При образовании сварочной дуги, она горит между стержнем электрода (он металлический) и тем участком металла, где необходима сварка. Так как дуга имеет очень высокую температуру, она воздействует на металл, расплавляя при этом и металлический стержень электрода, и металл самого изделия. Таким образом, образуется, так называемая, сварочная ванна. С торца расплавленного стержня на электроде, образуются капли жидкого металла, которые при помощи дуги, переносятся на поверхность изделия, то есть на тот участок, где происходит сварка. Вместе с тем, плавится и само покрытие электрода. Это покрытие, создает вокруг дуги специальную газовую защиту, а также жидкую шлаковую ванну. По мере того, как передвигается дуга, образуется сварное соединение, сварочная ванная затвердевает, в результате чего и образуется сварочный шов. Поверх этого сварочного шва образуется, так называемая, шлаковая корка, от которой в конечном результате нужно будет избавиться. Делается это легким постукиванием молотка, при помощи металлической щетки и других специальных инструментов. Также следует знать о некоторых других понятиях. Вот как, например глубина проплавления. Это такая глубина, на которую и расплавляется основной слой металла. Как правило, она зависит от установленного режима сварки, который предусматривает силу электрического (сварочного) тока, который подается на конец электрода, и, собственно, диаметр самого электрода. Также, этот параметр может зависеть от положения сварки в пространстве, от скорости перемещения дуги и толщины металла изделия. Еще, очень важным параметром, является длина дуги. Без нее, также сложно выполнить идеальный сварочный шов. Длиной дуги, как правило, считается расстояние от расплавленной поверхности стержня электрода, до расплавленной поверхности изделия, на котором проводится сварка. Чем это расстояние больше, тем сложнее контролировать и задавать траекторию сварному шву, но чем оно меньше, тем сложнее выполнять сваривание, так как существует вероятность того, что образуется слишком большая сварочная ванна, а если металл тонкий, то он и вовсе может прогореть насквозь. Таким образом, сущность способа ручной электросварки в целом, не очень сложен. Однако прежде чем приступать к любому свариванию, необходимы хорошие навыки и некоторый опыт за плечами. |
Ручная дуговая сварка: ГОСТ, технология, режимы, виды
Ручная дуговая сварка – это быстрый и надежный способ неразъемного соединения металлических деталей. Сварка кузнечным способом была известна людям уже несколько тысячелетий назад, она отличалась большой трудоемкостью и требовала долгого обучения и накопления опыта. В начале XX века начала применяться электродуговая сварка, металл нагревался до температуры плавления с помощью электрической дуги. За столетие возможности электродуговой сварки существенно возросли, а удобство работы сварщика повысилось. Теперь этой технологией может овладеть любой домашний мастер.
Ручная дуговая сваркаПроцедура выполнения дуговой сварки
Технология ручной дуговой сварки состоит из следующих основных операций
- Подготовка заготовок и оборудования. Свариваемые поверхности необходимо тщательно очистить от ржавчины, остатков старой краски и других жидких и твердых загрязнений. Очистку проводят механическим и химическим способом. Заготовки размещают на сварочном столе или на полу так, чтобы зазор между соединяемыми деталями был минимальным, и фиксируют струбцинами и другими приспособлениями. Один провод от сварочного аппарата присоединяют к детали, другой к держателю электрода.
- Розжиг дуги. Подают напряжение на электрод и подносят его к заготовкам, кратким касанием и отведением на 3 мм разжигают дугу. Ручная дуговая сварка началась.
- Выполнение шва. Держатель ведут вдоль линии сварочного соединения с постоянной скоростью, сохраняя расстояние до детали. По окончании операции напряжение отключают.
- Завершающие операции. Производится зачистка соединения от окалины и неровностей, крепления с деталей снимаются, и они предаются на дальнейшие операции.
Процесс дуговой сварки
В зависимости от особенностей изготавливаемой конструкции и соединяемых материалов, в технологию дуговой сварки могут включаться и другие операции, такие, как предварительный нагрев заготовок, подача защитного газа и другие. Но в любом случае ручная сварка требует от сварщика точного глазомера, хорошей координации движений и твердой руки.
Принцип действия
Тепло, достаточное для плавления кромок соединяемых заготовок, получают от электрической дуги. В зоне действия дуги образуется область жидкого расплава, в которой перемешивается металл обеих заготовок. При остывании они кристаллизуются и образуют единое целое, или сварочный шов. Эту область расплава, перемещающуюся вслед за электродом и дугой вдоль линии шва, называют сварочной ванной. Металлический электрод стержень покрывают специальным составом, или флюсом. При нагревании он расплавляется, выделяя инертный газ, образующий защитное облачко над рабочей зоной и препятствующий окислению расплава.
Схема ручной дуговой сварки
Для поддержания электродуги на держатель и на заготовки подают напряжение от источника.
Ручную дуговую сварку ведут как постоянным, так и переменным током. Для этого применяются специализированные или универсальные источники.
Ручная дуговая сварка цветных металлов и сплавов, отличающихся повышенной химической активностью в нагретом состоянии, проводится в атмосфере специально подаваемых в рабочую зону защитных газов.
Устройство сварочного выпрямителя
Ученые и изобретатели постоянно вносят усовершенствования и изобретают новые методы для такой важной в жизни людей технологии, как ручная дуговая сварка
Особенности ручной дуговой сварки
Главной особенностью технологии является создание неразъемного, прочного и долговечного соединения заготовок. Дуговая сварка — наверное, самая распространенная сегодня сборочная операция. Ее используют при производстве самых разнообразных изделий и конструкций, включая высоконагруженные узлы, сохраняющих прочность при статических, динамических и периодических нагрузках, в условиях экстремальных температур, агрессивных сред, высоких и низких давлений и радиационного облучения.
Для получения прочного и долговечного соединения ручная дуговая сварка требует устойчивого электроснабжения. Кроме того, сварочные работы нужно проводить в сухом помещении или во временных палатках, для защиты рабочей зоны от влаги и сильных порывов ветра
Классификация и способы
По типу применяемого электрода ручная дуговая сварка может быть:
- Плавящимся.
- Неплавящимся.
По типу применяемого тока
- Постоянным.
- Переменным.
- Трехфазным.
Классификация дуговой сварки
По предварительной термической подготовке деталей
- Обычная.
- «На горяче».
По степени автоматизации процесса различают
- Ручную.
- Полуавтоматическую.
Существуют и другие виды, применяемые в особых условиях на производстве.
Преимущества ручной дуговой сварки
Основные преимущества технологии перед другими видами сварки заключаются в следующем:
- Работать можно в любом пространственном положении.
- Доступна работа в стесненных условиях.
- Возможно соединять различные металлы и сплавы.
- Простота использования и освоения.
- Мобильность.
Но, кроме очевидных достоинств, методу свойственны и недостатки:
- Вредные факторы, влияющие на здоровье сварщика.
- Зависимость качества от квалификации и опыта.
- Малая производительность.
Последний фактор не так важен при ограниченном объеме работ, типичном для домашней мастерской.
Используемые электроды
Все электроды подразделяются на две большие группы:
- Плавкие;
- Неплавкие.
Электроды
Плавкие применятся намного шире, они расходуются в процессе работы, а их металл включается в шовный материал. Флюсовый порошок, которым они обмазаны, сгорает в пламени электродуги. При этом выделяются химически малоактивные газы, образующие защитную атмосферу над сварочной ванной.
Неплавкие делается из тугоплавкого материала, в основном вольфрама, они не расходуется во время сварки и служит лишь для подведения тока к дуге. Защитную атмосферу в этом случае создают подачей газа через шланг или насыпая флюсовый порошок вдоль линии сварки.
Кроме того, они различаются по диаметру. Диаметр определяет как сварочный ток, который на него необходимо подать, так и максимальную толщину соединяемых деталей.
Источники питания
Для ручной электросварки применяют следующие разновидности источников тока:
- Трансформаторы. Уходящий в прошлое, громоздкий и очень тяжелый источник. Преобразует высокое напряжение питающей сети в пониженное, пропорционально увеличивая силу тока. Ручная дуговая сварка переменным током требует высокого мастерства сварщика, источник сильно зависит от стабильности параметров питающей электросети и вызывает в ней помехи и броски напряжения. Не рекомендуется для начального обучения.
- Выпрямители. Представляет собой тот же громоздкий сварочный трансформатор, дополненный выпрямительным блоком. Ручную дуговую сварку ведет постоянным током, но при этом сохраняет остальные недостатки трансформатора.
- Инверторы. Современный сварочный аппарат. В нем переменный ток из сети путем многократных преобразований превращается в постоянный ток, напряжение которого стабилизировано. Работа его не зависит от изменений напряжения в питающей сети, и сам он также не вызывает бросков напряжения. Отличается малым весом и габаритами, его легко переносить, а маломощные модели вообще можно носить на плечевом ремне. Это очень удобно при сварке протяженных конструкций, например, заборов. Оснащен электронными системами стабилизации параметров дуги и защиты от прилипания электрода. Идеально подходит как для начального обучения, так и для дальнейшей работы. Доступен по цене.
- Полуавтоматы. В качестве источника тока используется инвертор. В этом классе аппаратов используется сварочная проволока, подаваемая в рабочую зону специальным механизмом. Вместо флюсового напыления применяется прямая подача газа из баллона в рабочую зону. Многократно превосходит инвертор по производительности и по диапазону доступных для соединения металлов и сплавов. В несколько раз дороже инвертора равной мощности.
- Сварочный полуавтомат
- Трансформатор для сварки
Для начального обучения и небольших объемов работ лучше выбрать инвертор, для сложных работ или больших объемов больше подойдет полуавтомат.
Положение электродов во время работы
От правильного положения и траектории движения электрода во время ручной дуговой сварки напрямую зависит как качество соединения, так и производительность работы сварщика
Наиболее распространены траектории, ориентированные вдоль оси электрода. Движение таким образом помогает поддерживать оптимальный дуговой зазор. Слишком короткая дуга вызывает перегрев рабочей зоны, разбрызгивание металла и прилипание электрода. Слишком длинная дуга может вызвать непровар, появление пор или угасание дуги.
Далее следует освоить равномерное движение вдоль линии соединения деталей. Если движение будет строго поступательным, получится ровный и тонкий шов, ширина которого может превышать диаметр электрода не более чем в полтора раза. Такую траекторию используют для сваривания листов и профилей малой толщины, при исполнении многослойных соединений.
Следующий тип траектории — к продольному движению добавляются короткие поперечные перемещения, напоминающие очень плотную строчку «зигзаг» на швейной машинке. Здесь также очень важно следить за тем, чтобы в крайнем положении каждого «стежка» не увеличивался дуговой зазор.
Надо выполнять движение змейкой всей кистью. Такой вид траектории позволяет добиться существенно большей ширины и глубины проплавки.
Ширина такого сварочного соединения может в три, а у опытного сварщика — и в пять раз превышать диаметр электрода.
Основы безопасности при работе
Ручная дуговая сварка является источником повышенной опасности. Основные факторы, вредящие здоровью сварщика и лиц, работающих рядом с ним, следующие:
- Высокая температура дуги и рабочей зоны, могущая вызвать ожоги.
- Разбрызгивание раскаленного металла и разлет частиц шлака при зачистке.
- Мощное ультрафиолетовое излучение, приводящее к заболеваниям кожи и глаз вплоть до слепоты.
- Высокое напряжение питающей сети.
- Вредные сварочные газы и пары металла, вдыхание которых приводит к отравлению и заболеваниям органов дыхания.
- Пожароопасность.
Электрододержатели и защитные приспособления
Исходя из этого, следует соблюдать следующие требования по безопасности
- Использовать индивидуальные средства защиты: маску со светофильтром, респиратор, краги сварщика и невоспламеняющуюся спецодежду и обувь.
- Обеспечить качественную вытяжную вентиляцию.
- Перед началом работы осмотреть оборудование на предмет отсутствия механических повреждений и нарушения изоляции.
- Надежно закрепить свариваемые заготовки инвентарными крепежными приспособлениями или специальной оснасткой.
- Не загромождать рабочую зону, следить за положением кабелей и шлангов.
- После окончания сварных работ выключить оборудование.
Выполнение этих требований позволит сохранить здоровье и сберечь материальные ценности.
Что влияет на качество и размеры сварного шва
Одна из важных характеристик, определяющих качество сварного соединения — это провар, определяемый как отношение ширины шва к его глубине в поперечном сечении.
На геометрические показатели влияют следующие факторы:
- Сила тока. Чем она больше, тем большей глубины проплава можно достигнуть. Глубина проплава зависит также от плотности свариваемого материала — чем плотнее металл, тем меньшей глубины удастся добиться при той же силе тока. Сила тока не оказывает существенного воздействия на ширину.
- Тип применяемого тока. При сварке постоянным током соединение получается более узким, а при использовании переменного тока той же интенсивности-более широким.
- Диаметр электрода также оказывает влияние на глубину и ширину шва. При большем больше диаметре электродуга получается мощнее, позволяя получить более широкий шов.
- Рабочее напряжение также влияет на параметры шва — при его повышении ширина шва увеличивается.
Схема сварки под флюсом
Флюс, сгорая в пламени дуги, выделяет защитные газы, а твердые остатки образуют шлак, также попадающий в сварочную ванну.
Химический состав шлака оказывает сильное влияние на качество.
Он:
- улучшает качество обработки стали;
- стабилизирует тепловой режим рабочей зоны и повышает скорость плавления;
- облегчает формирование сварного шва;
- повышает стабильность электродуги.
Существует способ ручной дуговой сварки, при котором используются цельнометаллические плавящиеся электроды, а флюс в виде порошка насыпается вдоль линии будущего шва. По мер прохождения сварочной ванны порошок плавится, а при остывании шлак отделяется от поверхности сваренного металла. Такой способ применяет на промышленных предприятиях в специальных случаях.
В целом автоматическая сварка дает намного лучшие, а главное, стабильные результаты качества работ, чем ручная дуговая. Причина этого заключается в том, что все параметры процесса, включая положение сварочной головки, угол ее наклона и расстояние до поверхности контролируются компьютером. К тому же автомат не утомляется, его внимание не рассеивается и он не подвержен влиянию вредных факторов рабочей зоны.
Как варить швы в разных положениях
Ручная дуговая сварка позволяет варить в самых разнообразных положениях. ДЛЯ каждого из них существуют свои технологические указания, направленные на обеспечение высокого качества работ.
Параметры режима ручной дуговой сварки
Нижнее положение
Сварщик находится сверху относительно рабочей зоны, заготовки расположены горизонтально. Это самое простое и самое распространенное положение. В нем необходимо следить лишь за полным проплавлением сечений и не допускать прожогов. Требуется надежно закрепить заготовки инвентарными крепежными средствами, а под них подложить специальные монтажные прокладки из меди.
Скачать ГОСТ 5264-80
Вертикальное положение
В этом положении начинает действовать такой осложняющий работу фактор, как земное притяжение. Под его воздействием расплавленный металл будет стремить покинуть сварочную ванну и стечь вниз. Работу рекомендуется вести в направлении снизу вверх, чтобы стекающие расплавленные капли попадали на сформированный шовный материал. Этот прием заметно снижает скорость работы, но позволяет сохранить качество. При выборе направления сверху вниз скорость повысится, но заметно упадет глубина проплава.
Сварка вертикальных швов
Потолочное положение
Это самое сложное положение, в котором приходится работать сварщику. Чтобы расплавленный металл не пролился вниз, требуется снизить вес сварочной ванны до такой степени, чтобы он удерживался силами поверхностного натяжения. Это достигается уменьшением скорости и периодической приостановкой работ для того, чтобы металл успевал схватываться.
Ручная дуговая сварка в потолочном положении
Умение работать в потолочном положении — признак высокой квалификации сварщика.