Ручная дуговая сварка покрытыми электродами MMA: технология

В наше время существует большое количество разнообразных способов соединения металла с помощью сварки. Было разработано множество методик, но одна из самых первых и простых по-прежнему является самой распространенной. Ручная дуговая сварка покрытыми электродами проводится при помощи сварочного трансформатора или инвертора. Существует масса моделей этой техники, а также марок покрытых электродов, которые могут быть задействованы в данном процессе. Каждая из них обладает своими особенностями, так как выпускаются под определенные марки металла.

Ручная дуговая сварка покрытыми электродами

Область применения

MMA сварка может использоваться практически в любой сфере. В основном ее применяют для соединения низкоуглеродистых сталей. Это чаще всего применяется в частной сфере, на мелких строительных работах, при ремонте различных деталей, а также на производстве. Существуют электроды, которые рассчитаны на применение в судостроительной области, металлургии, работе в химической промышленности и так далее. Для особенно ответственных мест ее стараются не использовать, так как она уступает многим другим разновидностям, таким как TIG сварка.

Преимущества

К основным преимуществам данной технологии можно отнести следующие факторы:

• Относительно низкая себестоимость получаемых швов;
• Не требуется длительный процесс настройки и подготовки сварочного оборудования и материалов;
• Здесь не возникает большой опасности взрыва, как при работе с газом;
• Сварка может проводиться как с тонкими, так и с толстыми деталями;
• Техника для проведения работ компактна и мобильна;
• Инверторы без проблем работают от обыкновенной бытовой розетки;
• Имеется широкий выбор сварочных трансформаторов и инверторов любой ценовой категории и различных параметров;
• Все материалы являются широкодоступными.

Недостатки

Но здесь имеется и ряд недостатков, среди которых следует отметить следующие:

• Покрытие электрода обеспечивает низкий уровень защиты, если сравнивать с другими технологиями, так что шов уступает по качеству им;
• Покрытие электрода может отсыреть, что приведет к попаданию внутрь ванны водорода;
• Скорость сварки является быстрой, так что неопытные сварщики могут допускать много ошибок по неосторожности;
• Цветные металлы, их сплавы, нержавейка и другие сорта, которые плохо свариваются, оказываются очень проблемными при обработке данным способом;
• Вероятность появления брака сильно зависит от внешних условий;
• Чтобы создать приемлемый уровень качества сварки нужно применять множество дополнительных материалов и видов обработки, таких как флюсы и прочее.

Режимы сварки

Для каждого конкретного случая соединения заготовок требуется подбирать свой режим. Здесь существует огромное количество факторов, которые влияют на параметры техники. Для многих случаев уже заранее подобраны параметры, которые основаны на опыте профессионалов. Но существуют и такие ситуации, когда режим нужно выставлять самостоятельно. На параметры режима оказывают влияние следующие факторы:

• Род используемого электричества;
• Полярность тока;
• Диаметр расходного материала;
• Скорость проведения сварочных работ;
• Сила напряжения;
• Сила тока;
• Пространственное положение шва.

Принцип работы

Принцип работы ручной дуговой сварки достаточно прост. Сварочный аппарат выполняет роль преобразователя электричества из сети под заданные параметры. Из него выходит два вывод – земля и держатель электрода. Каждый из них может быть как плюсом, так и минусом. Держатель проводит ток, который передается электрода, так что основной контакт образуется между ним и основным металлом.

После подачи питания электричество проходит через трансформатор и выводится на плюс и минус.

«Важно!

Сварщик создает электрическую дугу, не замыкая цепь полностью, иначе было бы короткое замыкание, а держа ее в постоянно размыкающемся состоянии, что обеспечивает появление электрической дуги.»

В этом месте температура горения достигает такого уровня, что расплавляет основной металл и электрод, из которого берется основной металл для шва.

 

Технология сварки

Технологи ручной дуговой сварки покрытыми электродами включает в себя не только выбор правильного режима, но и в правильном порядке действий. Сначала заполняется ванна с расплавленным металлом в достаточном объеме, чтобы можно было сформировать валик нужной формы. Шов может быть беспрерывным, если деталь обладает достаточной толщиной, чтобы противостоять деформации. В ином случае может быть коробление от высокой температуры. Чтобы его не былою нужно делать шов короткими участками.

Схема ручной дуговой сварки покрытыми электродами

Сварочные материалы

Здесь используется два основных вида сварочных материалов:

• Покрытые электроды, благодаря которым данная технология и получила свое название. В основном они разделяются по составу, так как он должен быть максимально похож на основной металл. Также есть различные типы покрытия, в зависимости от сферы применения данных материалов.
• Флюс, служащий для улучшений характеристик процесса сварки. Выделяют твердые и жидкие виды, причем некоторые из них могут содержать металлические частицы.

Техника безопасности

Во время работы нужно использовать средства индивидуальной защиты и рабочую огнеупорную одежду. Не допускается нахождение поблизости легко воспламеняемых предметов. Нужно следить за целостностью токоведущих частей и заземлением. Перед свариванием нужно очистить рабочее место от лишних предметов.

Заключение

Для ручной дуговой сварки использование покрытых электродов является наиболее распространенным вариантом. Электроды являются относительно недорогими и для простых процедур дают неплохую защиту от внешних факторов. Главное перед использованием их правильно просушить, а если потребуется, то и прокалить, чтобы не возникало проблем с применением.

Электросварка покрытым электродом (ММА)

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 и диаметром электрода  d  при сварке шва в нижнем положении составляет: 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    ТОК = (20 + 6d)d;   для электродов диаметром менее 3 мм ТОК = 30d. 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. Технология выполнения ручной дуговой сварки Технология выполнения ручной дуговой сварки предусматрива­ет способ возбуждения дуги, перемещения электрода в процессе сварки, порядок наложения швов в зависимости от особенностей сварных соединений. Возбуждение дуги осуществляется при кратковременном при­косновении конца электрода к изделию и отведении его на рассто­яние 3-5 мм. Технически этот процесс можно осуществлять двумя приемами: касанием электрода впритык и отводом его вверх; чирканием концом электрода, как спичкой, о поверхность изделия. В процессе сварки необходимо поддерживать определенную длину дуги, которая зависит от марки и диаметра электрода. Ори­ентировочно нормальная длина дуги должна быть в пределах Lд = 0,5d +1, где: Lд  — длина дуги, мм; d    — диаметр электрода, мм. Длина дуги оказывает существенное влияние на качество свар­ного шва и его геометрическую форму. Длинная дуга способствует более интенсивному окислению и азотированию расплавляемого металла, увеличивает разбрызгивание, а при сварке покрытыми элек­тродами основного типа приводит к пористости металла. Для образования сварного шва электроду придается сложное движение в трех направлениях. Первое движение — это поступа­тельное движение электрода по направлению его оси. Оно произ­водится со скоростью плавления электрода и обеспечивает поддержание определенной длины дуги. Второе движение электрода направлено вдоль оси шва и производится со скоростью сварки. В результате этих двух движений образуется узкий, шириной не более 1,5 диаметра электрода, так называемый ниточный шов. Такой шов применяется при сварке тонкого металла, а также при выполнении, корня шва при многослойной (многопроходной) сварке. Третье движение — это колебание конца электрода поперек оси шва, которое необходимо для образования валика определенной ширины, хорошего провара кромок и замедления остывания сварочной ванны. Колебательные движения электрода поперек оси шва могут быть различными и определяются формой, размером и положением шва в пространстве.   При горении дуги в жидком металле образуется кратер, являю­щийся местом скопления неметаллических включений, что может привести к возникновению трещин. Поэтому в случае обрыва дуги (а также при смене электрода) повторное зажигание ее следует производить впереди кратера, а затем переместить электрод назад, переплавить застывший металл кратера и только после этого про­должить процесс сварки. Сварщик должен внимательно следить за расплавлением кромок деталей и торца электрода, проплавлением корня шва и не допускать затекания жидкого металла впереди дуги. Заканчивают сварку заваркой кратера. Для этого или держат неподвижно электрод до естественного обрыва дуги, или быстро укорачивают дугу вплоть до частых коротких замыканий, после чего ее резко обрывают. Выполнение стыковых швов. Стыковые швы применяют для получения стыковых соединений. Стыковые соединения со скосом одной или двух кромок могут выполняться однослойными или многослойными швами. При сварке однослойным швом дугу воз­буждают на краю скоса кромки, а затем, переместив ее вниз, проваривают корень шва. На скосах кромок движение электрода замедляют, чтобы лучше проварить их. При переходе дуги с одной кромки на другую скорость движения электрода увеличивают во избежание прожога в месте зазора между кромками. При сварке многослойным швом после заполнения каждого последующего слоя предыдущий слой тщательно зачищают от шлака, так как в против­ном случае между отдельными слоями могут образоваться шлаковые включения. Последними проходами создается небольшая выпук­лость шва высотой 2-3 мм над поверхностью основного металла. Сварку соединений ответственных конструкций большой тол­щины (свыше 25 мм), когда появляются объемные напряжения и возрастает опасность образования трещин, выполняют с применением специальных приемов заполнения швов блоками или каска­дом. При сварке блоками (рис. 1.6) сначала в разделку кромок наплавляют первый слой небольшой длины 200-300 мм, затем второй слой, перекрывающий первый и имеющий примерно в два раза большую длину. Третий слой перекрывает второй и длиннее его на 200-300 мм. Так наплавляют слои до тех пор, пока на небольшом участке над первым слоем разделка не будет заполнена. Затем от этого участка сварку ведут в разные стороны короткими швами тем же способом. Таким образом, зона «сварки все время находится в горячем состоянии, что предупреждает появление трещин. При каскадном методе выполняется обратно ступенчатая сварка, при которой многослойный шов выполняют отдельными участками с полным заполнением каждого из них. Рис.1   Выполнение угловых швов. Угловые швы применяют при сварке угловых, тавровых и нахлесточных соединений. Сварка угловым швом может производиться наклонным электродом и «в лодочку». При сварке наклонным электродом возможно неполное про-плавление корня шва или кромки горизонтальной детали. Во избе­жание непровара дугу возбуждают на горизонтальной полке в точке, отступив от границы шва на 3-4 мм. Затем дугу перемешают к вершине шва, где ее несколько задерживают для лучшего провара его корня, и поднимают вверх, проваривая вертикальную полку. Такой же процесс после некоторого перемещения электрода вперед повторяют и в обратном направлении. Угол наклона электрода в процессе сварки изменяется в зависимости от того, на какой полке в данный момент горит дуга. Начинать процесс сварки на верти­кальной полке нельзя, так как в этом случае расплавленный металл с электрода будет натекать на еще холодный основной металл горизонтальной полки, в результате чего образуется непровар. На вертикальной же полке возможно образование подрезов. При мно­гослойной сварке для лучшего провара корня шва первый слой выполняют узким или ниточным швом электродом диаметром 3-4 мм без колебательных движений. При сварке угловым швом «в лодочку» наплавленный металл располагается в желобке, образуемом двумя полками. Это обеспе­чивает правильное формирование шва и хороший провар его корня. Выполнение швов в нижнем положении. Эти швы являются наиболее удобными для сварки, так как в этом положении капли электродного металла .под действием собственного веса легко пе­реходят в сварочную ванну и жидкий металл не вытекает из нее. Кроме того, наблюдение за сваркой при нижнем положении более удобно. В процессе сварки электрод наклоняют по направлению сварки на угол 10-20°. Выполнение швов в вертикальном положении. В этом случае электродный металл и основной стремятся стечь вниз. Поэтому вертикальные швы выполняют очень короткой дугой, при которой расстояние между каплями на электроде и жидким металлом в сварочной ванне настолько мало, что между ними возникает вза­имное притяжение. Благодаря этому капли электродного металла сливаются со сварочной ванной при малейшем касании их между собой. Вертикальные швы выполняют как снизу вверх, так и сверху вниз. В первом случае дуга возбуждается в самой нижней точке вертикально расположенных пластин, и после образования ванны жидкого металла электрод, установленный сначала горизонтально (положение 1), отводится несколько вверх (положение 2). При этом застывший металл шва образует1 подобие полочки, на которой удерживаются последующие капли металла. Для предотвращения вытекания жидкого металла из ванны необходимо совершать коле­бательные движения электродом поперек оси шва с отводом его вверх и поочередно в обе стороны. Это обеспечивает быстрое затвердевание жидкого металла. Сварку сверху вниз применяют при малой толщине металла или при наложении первого слоя шва в процессе многослойной сварки. В этом случае подтекающий под дугу жидкий металл уменьшает возможность образования сквозных прожогов. В начале сварки дуга возбуждается в самой верхней точке пластин при горизон­тальном расположении электрода. После образования ванны жид­кого металла электрод наклоняют на 15-20° с таким расчетом, чтобы дуга была направлена на основной и наплавленный металл. Для улучшения условий формирования шва амплитуда колебатель­ных движений электрода должна быть небольшой, а дуга -очень короткой, чтобы капли расплавленного металла удерживались от стекания вниз. Выполнение швов в горизонтальном положении. Эти швы выпол­нять труднее, чем в вертикальном положении. Для предупреждения стекания жидкого металла скос кромок обычно делается на одной верхней детали. Дуга в этом случае возбуждается на нижней гори­зонтальной кромке (положение 1), а затем переносится на притуп­ление деталей и затем на верхнюю кромку (положение 2), поднимая вверх стекающую каплю металла. Колебательные движения элект­родом совершают по спирали. Выполнять горизонтальными сварными швами нахлесточные соединения легче, чем стыковые, так как горизонтальная кромка листа способствует удержанию рас­плавленного металла от отекания вниз. При выполнении гори­зонтальных швов с двумя скосами кромок устанавливают порядок их заполнения, который в процессе проваривания верхней кромки позволяет избежать потолочного положения расплавленно­го металла. Выполнение швов в потолочном положении. Эти швы являются наиболее трудными. Объясняется это тем, что масса капли препят­ствует переносу металла с электрода в сварочную ванну, а расплав­ленный металл стремится вытечь из ванны вниз. Поэтому в процессе сварки нужно добиться, чтобы объем сварочной ванны был неболь­шим. Это достигается применением электродов малого диаметра (не более 3-4 мм) и сварочного тока пониженной силы. Основным условием получения качественного шва является поддержание са­мой короткой дуги путем периодических замыканий электрода с ванной жидкого металла. В момент замыкания капли металла под действием сил поверхностного натяжения втягивается в сварочную ванну. В момент удаления электрода дуга гаснет и металл шва затвердевает. Одновременно электроду сообщаются также и коле­бательные движения поперек шва. Наклон электрода к поверхности детали должен составлять 70-80° в направлении сварки. Выполнение швов различной длины. Все сварные швы в зависи­мости от их длины условно разбивают на три группы; короткие — до 250 мм, средней длины -от 250 до 1000 мм, длинные -от 1000 мм и более. Рис.2 Короткие швы выполняют «на проход» в одном направлении, т. е. при движении электрода от начала шва к концу (рис. 2, а). При выполнении швов средней длины и длинных возможно короб­лению изделий. Чтобы избежать этого, швы средней длины выпол­няют «на проход» от середины сварного соединения к концам (рис. 2, б) и обратноступенчатым способом (рис. 2, в), сущность  которого состоит в том, чтобы каждый из них мог быть выполнен целым числом электродов (двумя, тремя и т. д.). При этом переход от участка к участку совмещается со сменой электрода. Каждый участок заваривается в направлении, обратном общему направле­нию сварки, а последний всегда заваривается «на выход». Длинные швы выполняют от середины к концам обратноступенчатым спо­собом (рис. 2 г). В данном случае возможно организовать работу одновременно двух сварщиков.

Сварка покрытым электродом (ММА)

СВАРКА ПОКРЫТЫМ ЭЛЕКТРОДОМ 

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 и диаметром электрода  d  при сварке шва в нижнем положении составляет:

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    ТОК = (20 + 6d)d;   для электродов диаметром менее 3 мм ТОК = 30d.
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.

Технология выполнения ручной дуговой сварки

Технология выполнения ручной дуговой сварки предусматрива­ет способ возбуждения дуги, перемещения электрода в процессе сварки, порядок наложения швов в зависимости от особенностей сварных соединений.
Возбуждение дуги осуществляется при кратковременном при­косновении конца электрода к изделию и отведении его на рассто­яние 3-5 мм. Технически этот процесс можно осуществлять двумя приемами: касанием электрода впритык и отводом его вверх; чирканием концом электрода, как спичкой, о поверхность изделия.
В процессе сварки необходимо поддерживать определенную длину дуги, которая зависит от марки и диаметра электрода. Ори­ентировочно нормальная длина дуги должна быть в пределах L_д = 0,5d +1,
где:
Lд  — длина дуги, мм;
d    — диаметр электрода, мм.
Длина дуги оказывает существенное влияние на качество свар­ного шва и его геометрическую форму. Длинная дуга способствует более интенсивному окислению и азотированию расплавляемого металла, увеличивает разбрызгивание, а при сварке покрытыми элек­тродами основного типа приводит к пористости металла.

Для образования сварного шва электроду придается сложное движение в трех направлениях. Первое движение — это поступа­тельное движение электрода по направлению его оси. Оно произ­водится со скоростью плавления электрода и обеспечивает поддержание определенной длины дуги. Второе движение электрода направлено вдоль оси шва и производится со скоростью сварки. В результате этих двух движений образуется узкий, шириной не более 1,5 диаметра электрода, так называемый ниточный шов. Такой шов применяется при сварке тонкого металла, а также при выполнении, корня шва при многослойной (многопроходной) сварке. Третье движение — это колебание конца электрода поперек оси шва, которое необходимо для образования валика определенной ширины, хорошего провара кромок и замедления остывания сварочной ванны. Колебательные движения электрода поперек оси шва могут быть различными и определяются формой, размером и положением шва в пространстве.

При горении дуги в жидком металле образуется кратер, являю­щийся местом скопления неметаллических включений, что может привести к возникновению трещин. Поэтому в случае обрыва дуги (а также при смене электрода) повторное зажигание ее следует производить впереди кратера, а затем переместить электрод назад, переплавить застывший металл кратера и только после этого про­должить процесс сварки. Сварщик должен внимательно следить за расплавлением кромок деталей и торца электрода, проплавлением корня шва и не допускать затекания жидкого металла впереди дуги.

Заканчивают сварку заваркой кратера. Для этого или держат неподвижно электрод до естественного обрыва дуги, или быстро укорачивают дугу вплоть до частых коротких замыканий, после чего ее резко обрывают.

Выполнение стыковых швов. Стыковые швы применяют для получения стыковых соединений. Стыковые соединения со скосом одной или двух кромок могут выполняться однослойными или многослойными швами. При сварке однослойным швом дугу воз­буждают на краю скоса кромки, а затем, переместив ее вниз, проваривают корень шва. На скосах кромок движение электрода замедляют, чтобы лучше проварить их. При переходе дуги с одной кромки на другую скорость движения электрода увеличивают во избежание прожога в месте зазора между кромками. При сварке многослойным швом после заполнения каждого последующего слоя предыдущий слой тщательно зачищают от шлака, так как в против­ном случае между отдельными слоями могут образоваться шлаковые включения. Последними проходами создается небольшая выпук­лость шва высотой 2-3 мм над поверхностью основного металла.

Сварку соединений ответственных конструкций большой тол­щины (свыше 25 мм), когда появляются объемные напряжения и возрастает опасность образования трещин, выполняют с применением специальных приемов заполнения швов блоками или каска­дом. При сварке блоками (рис. 1.6) сначала в разделку кромок наплавляют первый слой небольшой длины 200-300 мм, затем второй слой, перекрывающий первый и имеющий примерно в два раза большую длину. Третий слой перекрывает второй и длиннее его на 200-300 мм. Так наплавляют слои до тех пор, пока на небольшом участке над первым слоем разделка не будет заполнена. Затем от этого участка сварку ведут в разные стороны короткими швами тем же способом. Таким образом, зона «сварки все время находится в горячем состоянии, что предупреждает появление трещин. При каскадном методе выполняется обратно ступенчатая сварка, при которой многослойный шов выполняют отдельными участками с полным заполнением каждого из них.

Рис.1

Выполнение угловых швов. Угловые швы применяют при сварке угловых, тавровых и нахлесточных соединений. Сварка угловым швом может производиться наклонным электродом и «в лодочку». При сварке наклонным электродом возможно неполное про-плавление корня шва или кромки горизонтальной детали. Во избе­жание непровара дугу возбуждают на горизонтальной полке в точке, отступив от границы шва на 3-4 мм. Затем дугу перемешают к вершине шва, где ее несколько задерживают для лучшего провара его корня, и поднимают вверх, проваривая вертикальную полку. Такой же процесс после некоторого перемещения электрода вперед повторяют и в обратном направлении. Угол наклона электрода в процессе сварки изменяется в зависимости от того, на какой полке в данный момент горит дуга. Начинать процесс сварки на верти­кальной полке нельзя, так как в этом случае расплавленный металл с электрода будет натекать на еще холодный основной металл горизонтальной полки, в результате чего образуется непровар. На вертикальной же полке возможно образование подрезов. При мно­гослойной сварке для лучшего провара корня шва первый слой выполняют узким или ниточным швом электродом диаметром 3-4 мм без колебательных движений.

При сварке угловым швом «в лодочку» наплавленный металл располагается в желобке, образуемом двумя полками. Это обеспе­чивает правильное формирование шва и хороший провар его корня.

Выполнение швов в нижнем положении. Эти швы являются наиболее удобными для сварки, так как в этом положении капли электродного металла .под действием собственного веса легко пе­реходят в сварочную ванну и жидкий металл не вытекает из нее. Кроме того, наблюдение за сваркой при нижнем положении более удобно. В процессе сварки электрод наклоняют по направлению сварки на угол 10-20°.

Выполнение швов в вертикальном положении. В этом случае электродный металл и основной стремятся стечь вниз. Поэтому вертикальные швы выполняют очень короткой дугой, при которой расстояние между каплями на электроде и жидким металлом в сварочной ванне настолько мало, что между ними возникает вза­имное притяжение. Благодаря этому капли электродного металла сливаются со сварочной ванной при малейшем касании их между собой. Вертикальные швы выполняют как снизу вверх, так и сверху вниз. В первом случае дуга возбуждается в самой нижней точке вертикально расположенных пластин, и после образования ванны жидкого металла электрод, установленный сначала горизонтально (положение 1), отводится несколько вверх (положение 2). При этом застывший металл шва образует¹ подобие полочки, на которой удерживаются последующие капли металла. Для предотвращения вытекания жидкого металла из ванны необходимо совершать коле­бательные движения электродом поперек оси шва с отводом его вверх и поочередно в обе стороны. Это обеспечивает быстрое затвердевание жидкого металла.

Сварку сверху вниз применяют при малой толщине металла или при наложении первого слоя шва в процессе многослойной сварки. В этом случае подтекающий под дугу жидкий металл уменьшает возможность образования сквозных прожогов. В начале сварки дуга возбуждается в самой верхней точке пластин при горизон­тальном расположении электрода. После образования ванны жид­кого металла электрод наклоняют на 15-20° с таким расчетом, чтобы дуга была направлена на основной и наплавленный металл. Для улучшения условий формирования шва амплитуда колебатель­ных движений электрода должна быть небольшой, а дуга -очень короткой, чтобы капли расплавленного металла удерживались от стекания вниз.

Выполнение швов в горизонтальном положении. Эти швы выпол­нять труднее, чем в вертикальном положении. Для предупреждения стекания жидкого металла скос кромок обычно делается на одной верхней детали. Дуга в этом случае возбуждается на нижней гори­зонтальной кромке (положение 1), а затем переносится на притуп­ление деталей и затем на верхнюю кромку (положение 2), поднимая вверх стекающую каплю металла. Колебательные движения элект­родом совершают по спирали. Выполнять горизонтальными сварными швами нахлесточные соединения легче, чем стыковые, так как горизонтальная кромка листа способствует удержанию рас­плавленного металла от отекания вниз. При выполнении гори­зонтальных швов с двумя скосами кромок устанавливают порядок их заполнения, который в процессе проваривания верхней кромки позволяет избежать потолочного положения расплавленно­го металла.

Выполнение швов в потолочном положении. Эти швы являются наиболее трудными. Объясняется это тем, что масса капли препят­ствует переносу металла с электрода в сварочную ванну, а расплав­ленный металл стремится вытечь из ванны вниз. Поэтому в процессе сварки нужно добиться, чтобы объем сварочной ванны был неболь­шим. Это достигается применением электродов малого диаметра (не более 3-4 мм) и сварочного тока пониженной силы. Основным условием получения качественного шва является поддержание са­мой короткой дуги путем периодических замыканий электрода с ванной жидкого металла. В момент замыкания капли металла под действием сил поверхностного натяжения втягивается в сварочную ванну. В момент удаления электрода дуга гаснет и металл шва затвердевает. Одновременно электроду сообщаются также и коле­бательные движения поперек шва. Наклон электрода к поверхности детали должен составлять 70-80° в направлении сварки.

Выполнение швов различной длины. Все сварные швы в зависи­мости от их длины условно разбивают на три группы; короткие — до 250 мм, средней длины -от 250 до 1000 мм, длинные -от 1000 мм и более.

Рис.2

Короткие швы выполняют «на проход» в одном направлении, т. е. при движении электрода от начала шва к концу (рис. 2, а). При выполнении швов средней длины и длинных возможно короб­лению изделий. Чтобы избежать этого, швы средней длины выпол­няют «на проход» от середины сварного соединения к концам (рис. 2, б) и обратноступенчатым способом (рис. 2, в), сущность  которого состоит в том, чтобы каждый из них мог быть выполнен целым числом электродов (двумя, тремя и т. д.). При этом переход от участка к участку совмещается со сменой электрода. Каждый участок заваривается в направлении, обратном общему направле­нию сварки, а последний всегда заваривается «на выход». Длинные швы выполняют от середины к концам обратноступенчатым спо­собом (рис. 2 г). В данном случае возможно организовать работу одновременно двух сварщиков.

 

как правильно работать в разных положениях электрода – Дуговая сварка на Svarka.guru

Ручная дуговая сварка (РДС) не сдаёт позиций. Производительность, глубина проплава ниже, стабильность процесса хромает. Но вытеснить плавящийся электрод в обмазке пока не под силу. РДС любезно предлагает место прогрессивным технологиям, которые облегчают труд и ускорят сварочные работы, оставаясь на плаву.

РДС сварка – это

Ручная дуговая сварка применяется при монтажно-сборочных работах, где современные методы не применяются. Способ применяется с 1888 г. Сущность способа заключается в инициировании возбуждения электродуги между полярными источниками, один из которых электрод, другой – деталь.

Электродержатель (катод) передаёт заряд сердечнику электрода. Кратковременный контакт с заготовкой (анод) возбуждает дугу, единственный источник тепла для плавления. Локализация нагрева в зоне горения дуги приводит поверхность металла изделия в жидкое состояние.

Сварочная ванна в основании столба дуги заполняется расплавом металла изделия и каплями наплавленного металла стержня электрода. Равномерность смешения 2 субстанций образует однородный сплав.

Жидкий шлак из материала обмазки укрывает ванну и препятствует процессам окисления. Застывшая стекловидная масса шлака удаляется механически после каждого прохода. Иначе цельность шва с равномерным проваром нарушится.

Процессом на всём протяжении управляет электросварщик. Поддержание величины дуги, плавность движения вдоль границы наложения шва, чтобы не случилось непровара и подрезов, выполняются на глазок: контроль доступен только визуальный.

Уровень профессионализма исполнителя определяет качество соединения. Квалифицированный сварщик рдс, что это: уверенная герметизация соединений элементов сосудов под давлением, изготовление грузозахватных приспособлений. Он владеет техникой управления аппаратами постоянного и переменного тока, варит плавящимся и неплавящимся электродом.

Виды плавящихся электродов

Существуют многоместные электрододержатели: 2 и более электродов, вовлечённые в заполнение глубокой разделки, объёмного катета шва ускоряют процесс. И сами стержневые электроды различаются по химсоставу для идентичности соединения с материалом, защитными компонентами обмазки.

Видовой состав электродов по применению:

• У – низколегированные стали с сопротивлением на разрыв 600 МПа;
• Т – теплоустойчивые стали;
• Н – наплавные электроды;
• А – Пластичные металлы.

Ограничения по пространственному наложению шва связаны с текучестью расплава стержня. Регламентация по применению вертикальных, потолочных одно и двухсторонних швов, сварке под углом содержит ГОСТ 5264-80, за соединения сварные под острыми и тупыми углами отвечает ГОСТ 11534 75. Дополнительная цифровая индексация на маркировке указывает на сферу применения плавящихся электродов:

• 1 – без ограничений положения;
• 2 – кроме вертикального сверху вниз;
• 3 – исключаются потолочные швы;
• 4 – только горизонтальные.

Справочники пестрят рекомендациями по использованию электродов с определённым спектром сплавов, близких по составу с плавящимся стержнем. Комплекс легирующих элементов расплава соединительного шва в этом случае создаёт практически монолитное соединение.

Пример соответствия типа электрода для легированных конструкционных, высоколегированных и теплостойких сталей:

• Ст. 14Х2ГМСШ, 14ХМНДФР – электрод АНП2, Э70;
• Ст. 12Х2НВФА, 30ХГСА – НИАТ 3М;
• 30ХГ2С – УОНИ-13/85;
• 15Х1М1Ф, 12ХМФ – ОЗС-11;
• 15Х1М1ФЛ, 20ХМФЛ – ТМЛЗУ;
• 12Х1МФ – ЦЛ45.

Обобщённая таблица назначения по области применения, типов и марок электродов плавящихся

покрытия

Толщина покрытия не универсальная величина. Относительно диаметра стержня выделяются стандартные соотношения:

• М – 20%;
• С – 40%;
• Д – 80%;
• Г – более 80%.

Составы обмазок по свойствам преимущественно смешанные, с учётом многокомпонентности сплавов. Основы и назначение типов:

• А – Mg, Ti, Si, FeO₃. Пористость шва исключается, но возможно горячее растрескивание верхней части шва. Пример – Э-08Х19Н10Г2Б, применяются для высоколегированных сплавов;
• Ц – 50% наполнителя органика, преимущественно целлюлоза, мука, шпат. Расплав соответствует полуспокойным и спокойным сталям с высоким показателем наличия водорода. Электроды Э50, Э46 хороши для вертикальных швов;
• Р – минерализация рутилом (TiO₂) до 50%, органикой. Горячее растрескивание исключено. Ударная вязкость высокая. Требуется прокалка для удаления влаги. Пространственное положение шва без ограничений;
• Б – CaCO₃, KF, минералы. Активное шлакообразование, неподверженность сероводородному растрескиванию. Доминируют при сварке трубопроводов;
• П – РЦ, АБ, другие – двойные виды, классифицируются отдельно.

Броневые отливки для танков в период ВОВ сваривали прутками, обмазанными гашеной известью.

РДС сварка цветных металлов

Дуговую сварку алюминия осложняет тугоплавкая оксидная плёнка на поверхности металла, подлежащая удалению выщелачиванием.Хлориды и фториды щелочных металлов, входящие в состав обмазки, нейтрализуют плёнку. Детали толщиной менее 4,5 мм для дуговой сварки не рекомендованы.

Ток увеличивается до 1,5 раз. Применяется предварительный подогрев деталей и теплоотводящие прокладки при сварке, чтобы минимизировать растекание. Бич сварщика кристаллизационное растрескивание и постсварочная деформация. Заполнение разделки непрерывно, до полного выгорания электрода.

Электроды ориентированы на чистый металл без примесей, технические сплавы:

• Рафинированный алюминий марки АО-А3 – электрод ОЗА1, ОЗАНА-1.Тщательная подготовка кромок. Доступны горизонтальное и вертикальное ведение шва. Ток переменный, полярность обратная;
• Кремнистые сплавы (силумины) – ОЗА2, ОЗАНА-2. Покрытие гигроскопично, наполнено фтористыми, хлористыми солями;
• Наплавка деформируемых сплавов – УАНА.

Оправдывают высокую стоимость щёлочно-солевые электроды ESAB марок ОК Almn1 для сборки конструкции из чистого металла. Качественный шов, лёгкое отделение корки шлаков.

Для сплавов с магнием и марганцем, дюралюминия – Alsi12. UTR 48 c содержанием кремния до 12%, дающий ровный чешуйчатый шов.

По грубы прикидкам силу тока соотносят с толщиной основного металла. На 1 мм берут 20 – 30 А, не выходя за рамки 200 А.

Важно! повторная просушка снижает качество соединения.

Для РДС сварки меди и сплавов выбор плавящихся электродов широк: Комсомолец 100, АНЦ/ОЗМ2, (ОЗМ3, ОЗМ4).

Режимы

У новичка возникает вопрос: каким электродом варить металл 2 мм? Максимум троечкой, оптимально – не превышать толщину металла. Стержень тоньше Ø 1,6 мм не найдём, остаётся заняться регулировками сварочного тока до оптимума.

Важно! сушка и прокаливание стальных электродов обязательны.

Режим сварки – совокупность суммы параметров:

• Сила тока и напряжение дуги;
• Диаметр и скорость перемещения электрода;
• Полярность, род тока;
• Положение шва в пространстве.

Практика показывает, что целесообразно использовать максимально допустимый ток, а скорость определяет поперечное сечение шва. Поджиг дуги осуществляется 2 способами: кратковременным касанием с отрывом (впритык) либо продольным движением по заготовке (спичкой).

Вертикальные и потолочные швы проходят с коррекцией тока в сторону уменьшения до 20%, напряжение – до 30 В, диаметр электрода не превышает 4 мм. При стандартных условиях глубина провара достигает 1 – 2 мм.

Поддержание дуги на расстоянии 0,5 – 1 диаметра до воронки кратера обеспечивается равномерностью подачи расходного плавкого элемента. Увеличение длины дуги увеличивает поступление воздуха в расплав, снижает качество. Возрастают угар металла и разбрызгивание.

Прерывание дуги чревато образованием кратера, где скапливается шлак, возможно образование трещин. Заварку кратера проводят до заполнения. Причиной образования кратера не может стать завершение шва – это брак.

Протяженные швы выполняются отдельными участками. На толстом металле, где нет угрозы коробления, длина прохода 200 – 300 мм. На тонколистовом – короткими в шахматном порядке.

Оборудование

Сварочные аппараты постоянного и переменного тока – источники подачи энергии. Агрегаты переменного тока устроены проще, дешевы компактны, просты в обслуживании, потребляют меньше энергии.

Оборудование на постоянном токе обеспечивает устойчивость дуги, процесс упрощается, не требует высокой квалификации сварщика. Доступны механизация и автоматизация.

 

Ручная дуговая сварка покрытыми электродами (MMA, SMAW) в зимних условиях

Зимой ручная дуговая сварка покрытыми электродами (MMA, SMAW) затруднена, так как мешают погодные условия. Во время низких температур свойства стали изменяются, поэтому качественно выполнить сварочный шов трудно.

Помимо изменения свойств стали, низкая температура на улице, затрудняет движения рабочего, поэтому сварочные работы будут проводиться не так быстро и, возможно, не в наилучшем качестве. Чтоб исправить такую ситуацию, необходимо хорошо оборудовать место для сварщика, а также выделить ему тёплое помещение для отдыха и согрева. Чередуя работу с отдыхом, он выполнит свою работу намного качественней.

Когда у вас намечаются сварочные работы в зимний период, то перед ними необходимо всё тщательно подготовить. Перед началом работы необходимо прокалить электроды для сварки, а аппараты настроить на нужный режим. Кроме этого, следует позаботиться о защите места работ от падающих осадков (снега, дождя). А если намечаются сильные морозы, тогда непосредственно перед сваркой нужно прогреть края металлических деталей.

Чтоб электроды не подвели во время работы, им необходимо дать время для прокаливания. Температура и время должны быть указаны на пачке. За это время необходимо очистить металлические детали ото льда или снега, чтоб расстояние от места сварки было около одного метра. Но поверхность следует чистить с обеих сторон.

Электроды для работы выбираются в зависимости от материала, который будут соединять. Обычно применяют электроды, у которых есть основное покрытие. Хранение электродов для работы, должно быть, при температуре выше пятнадцати градусов. К месту сварочных работ их следует привозить в специальном закрытом коробе. Доставка таким способом, поможет сохранить их свойства, для работы при низких температурах.

Однако многие специалисты рекомендуют, не проводить уличные сварочные работы, во время сильных морозов, когда температура воздуха ниже тридцати градусов.

Во время сварочных работ в зимний период, необходимо проводить сварку только на короткой дуге. Для этого существуют определённые электроды со своей маркировкой. С их помощью происходит сварка ёмкостей, которые в дальнейшем будут находиться под постоянным давлением. Также их используют для соединения ответственных конструкций, для толстых металлических изделий и для очистки дефектов литья после метода заварки. Когда применяются такие электроды, то сварочные работы должны проходить под постоянным током. Нельзя делать вертикальные швы, которые направлены сверху вниз.

Во время сварочных работ, когда используются такие электроды, следует тщательно очищать свариваемую поверхность от ржавчины и различных видов масел, так как они очень чувствительны к этому. И не забывайте, что края для сварки должны быть, не только очищены от снега, ржавчины и грязи, а ещё хорошо прогреты, если на улице слишком низкая температура. Для того чтоб сварочные работы были выполнены качественно, следует выбирать только проверенных производителей электродов. Потому что проведение сварки на холоде довольно нелёгкий процесс.

Если во время сварки в зимний период увеличить тепловую энергию, то это даст возможность сделать сварной шов плотным и прочным. Объяснить это можно так, когда увеличивается мощность сварочной дуги, всё происходит намного сильнее и быстрее. Из-за этого металлические свариваемые детали не так быстро охлаждаются.