Выбор режима сварки при ручной электродуговой сварке

Режимы ручной дуговой сварки

Содержание:

  1. Основные параметры
  2. Особенности при вертикальном расположении
  3. Дополнительные параметры
  4. Интересное видео

Несмотря на появление нового удобного оборудования, ручная сварка не сдает своих позиций. Привлекает простота использования и отсутствие необходимости больших затрат. Для того, чтобы сварной шов получился наиболее качественным, требуется провести подготовительные работы, в которые входит установление режимов, необходимых для конкретного вида материалов для соответствия требованиям технологического процесса.

Режим ручной дуговой сварки – это установка параметров, максимально гарантирующих образование сварного шва, имеющего требуемые габариты и конфигурацию, а также необходимые для конкретного соединения характеристики. Параметры режима ручной дуговой сварки делятся на основополагающие и дополняющие их. Выбор и установка параметров производится самим сварщиком согласно существующим требованиям. На выбор оказывают влияние вид сварного соединения, артикул металла свариваемых деталей и проводника тока, пространственное расположение.

Основные параметры

Наиболее значительные параметры ручной дуговой сварки:

  • ток;
  • напряжение;
  • полярность;
  • диаметр электрода;
  • скорость;
  • амплитуда колебаний поперек шва.

Вид и размер этих параметров подбираются сварщиком перед началом работы на основе рекомендаций и личного опыта.

Величина тока

Это значение значительно влияет на качество получаемого шва и скорость сварочного процесса. Между параметрами существует прямая зависимость: величину тока при сварке устанавливают согласно диаметру выбранного электрода, а диаметр, в свою очередь, зависит от толщины свариваемых элементов.

Для более точного расчета значения тока используют формулу, в которой оно прямо пропорционально диаметру электрода. При этом применяется поправочный коэффициент. Для разных диаметров он является различным. При каком значении силы тока проводят ручную электродуговую сварку? При слабом токе нарушается стабильность дуги, шов не будет провариваться целиком, что вызывает появление трещин. Повышенное значение тока вызывает быстрый процесс сварки и приводит к усиленному распространению брызг.

Диаметр электрода

Выбор режима сварки при ручной электродуговой сварке включает необходимость грамотного определения необходимых диаметров электродов. Электроды, имеющие диаметр свыше 6 мм, отличаются большим весом, при котором их трудно удерживать в нужном направлении длительное время. Кроме того, при использовании таких электродов плохо проваривается корень шва.

Если используется многопроходной вариант, то первый слой проводится электродом 2-3 мм, а для последующих можно использовать большее значение диаметра. Это имеет большое значение при сварке ответственных конструкций, поскольку меньший диаметр обеспечивает лучшую проварку корня. При одном заходе можно сразу применять электрод большого диаметра.

При решении задачи правильного выбора диаметра электрода рассматривается марка свариваемых поверхностей. Например, для сварки чугунных изделий хорошо себя зарекомендовали электроды небольшого диаметра. Уровень тепла при этом понижается и образуется валик небольшого сечения. Если была осуществлена предварительная разделка кромок, то допускается использование электродов диаметром 3 мм, не слишком ориентируясь на толщину деталей.

Напряжение дуги

Этот параметр зависит от длины дуги, то есть расстояния от конца электрода до металлической поверхности. Дуга имеет разные размеры. Больше дуга – больше напряжение. Для плавления расходуется значительное количество тепла. Сварочный шов становится шире, а глубина провара меньше.

Напряжение зависит от диаметра электрода и значения тока. Находится в диапазоне 18-45 В. Оптимальный выбор режима ручной дуговой сварки, касающийся напряжения, предполагает сваривание короткой дугой. В этом случае напряжение не будет превышать значения, равного 20 В. Важным обстоятельством для получения хорошего шва является постоянство выбранной дуги.

Скорость

Режимы ручной дуговой сварки покрытыми электродами включают установление скорости. Чтобы избежать переполнения ванны и, как следствие, возникновения на металле подтеков, следует выбрать оптимальное значение скорости и поддерживать его постоянным на протяжении всего процесса. Большая скорость приведет к недостаточному провару шва, что вызовет появление трещин.

При слишком медленном перемещении жидкий металл начнет собираться впереди дуги. Шов получится неровным, появятся непровары. Для получения удачного шва скорость должна быть 35-40 м/час. Тогда сварочная ванна будет находиться сверху поверхности кромок, не образуя стекания вниз. Переход ее к соединению будет плавным, наплывы и подрезы не образуются.

Читайте также:
Вибротрамбовка своими руками с электродвигателем

Ширина шва уменьшается при увеличении скорости.

Полярность

Как правило, для сварочных работ применяют ток постоянной величины. Прямая полярность при постоянном токе дает возможность сваривать толстые детали. Чтобы избежать появления прожогов при соединении тонких металлов включают обратную полярность. Сварку переменным током практически не применяют, поскольку это снижает производительность.

Выбор режима сварки при ручной дуговой сварке заключается, в частности, в возможности проводить процесс при разных полярностях. При прямом варианте проводник тока подключают к клемме с минусом, а металлическое соединение к плюсу. Интенсивней, чем электрод, начинаются расплавляться элементы сварного соединения. Это дает преимущество при сварке толстых металлических деталей.

Обратная полярность получается при подключении электрода к плюсу, а металлических деталей к минусу. Это обеспечивает интенсивный расплав электрода, превосходящий плавление деталей.

Объяснение является достаточно простым и соответствует физическим законам. Где плюс, там нагревание больше. Соответственно, при прямой полярности выше нагреваются свариваемые детали. Становится возможным соединение крупных изделий. Применение такого вида полярности на тонких деталях вызовет прожоги, и шов будет некачественным. Поэтому для соединения тонких деталей обеспечивают обратную полярность.

Особенности при вертикальном расположении

Сварка в вертикальном положении является более сложной по сравнению с горизонтальным вариантом. Поэтому выбор режимов дуговой сварки в этом случае является особенно важным.

Как корректируют величину сварочного тока в вертикальном положении? Первое требование относится к дуге – она должна быть короткой. Объем сварочной ванны не должен быть большим. Для ее уменьшения следует использовать электроды небольшим диаметром, а величину тока устанавливать на 10-15% меньше, чем, когда сварка проводится в горизонтальном положении внизу.

Дополнительные параметры

Режимы сварки электродуговой включают не только основные, но и дополняющие их параметры. Такие режимы дуговой сварки так же оказывают влияние на конечное получение сварного шва.

Вылет электрода

Вылетом электрода называется расстояние от торца электрода до поверхности металлической детали. Он оказывает влияние на процесс сварки и размеры получаемого шва.

Увеличение этого параметра снижает стабильность горения дуги. Металл начинает сильнее разбрызгиваться. Маленький вылет делает затруднительным наблюдение за сварочным процессом. Набрызгивание происходит на сопло.

Толщина электродного покрытия

Режимы ручной дуговой сварки включают особенности электродов, в частности, его покрытие, а именно его толщина. Этот параметр регламентирует ГОСТ 9466. Оптимальное покрытие предполагает нахождение его торцевого размера в пределах 0,5-2,5 мм. Применение проводников тока с такой толщиной покрытия обеспечивает получение прочного шва, выдерживающего большие нагрузки.

Число проходов

Однопроходной способ сварки предполагает сваривание одним слоем. Колебательные движения при этом не делаются. Он применяется при сварке деталей небольшой толщины, когда ширина шва не превышает 14-15 мм. При этом уменьшается величина остаточных деформаций. Для стыковых соединений, особенно при сварке толстых элементов, используют несколько слоев, и этот способ называется многопроходным.

Шов, осуществленный за один проход, имеет ванну большего размера. Преимуществами являются высокая производительность процесса и экономичность способа. К недостаткам относятся снижение пластичности шва и слишком большая зона нагрева. Все швы при многопроходной сварке выполняют электродами одного размера.

Интересное видео

Технология ручной дуговой сварки Ч.2 Выбор режима ручной дуговой сварки

Статья “Выбор режима ручной дуговой сварки” является продолжением статьи “Технология ручной дуговой сварки Ч.1 Подготовка металла под сварку”. Режимами сварки называют совокупность показателей, влияющих на процесс и условия сварки. Правильно подобранные режимы улучшают качество сварного соединения и позволяют свести к минимуму затраты на материалы, энергию и снизить трудоёмкость.

Основные и дополнительные параметры режима сварки

Основными параметрами режима ручной дуговой сварки являются диаметр электрода, сила сварочного тока, а также его род и полярность, напряжение электрической дуги и скорость сварки.

К дополнительным параметрам относят такие показатели, как величина вылета электрода, состав и толщина защитного покрытия на нём, положение электрода и пространственное расположение сварного соединения (т.е. как выполняется сварка: сварка вертикальных швов, сварка горизонтальных швов, сварка потолочного шва и т.д.).

Читайте также:
Влияние азота на свойства стали

Выбор диаметра электрода при ручной дуговой сварке

Главным критерием при выборе диаметра электрода является толщина свариваемых кромок. Также при выборе диаметра учитывают вид сварного соединения и форму свариваемых кромок. Диаметры электрода, в зависимости от толщины свариваемых деталей, представлены в таблице:

В случае выполнения угловых и тавровых швов, диаметр электродов выбирают, исходя из размеров катета сварного шва. При выполнении швов катетом 3-5мм, выбирают электроды диаметром 3-4мм. Если катет шва находится в пределах 6-8мм, диаметр электрода составляет 4-5мм.

При этом, необходимо иметь ввиду, что применение электродов с диаметром свыше 6мм ограничено из-за их большой массы. Кроме того, при их применении сложно проварить корень шва.

При выполнении многослойных швов, лучшим вариантом будет выполнить первый слой электродом малого диаметра (не более 4мм), для хорошего провара корня шва в глубине разделки. Это, в равной степени, относится как к сварке стыковых швов, так и к сварке угловых швов.

Выбор сварочного тока при ручной дуговой сварке

Род и полярность сварочного тока

Увеличение силы сварочного тока способствует росту глубины проплавления (провару). Род сварочного тока и его полярность также влияют на форму и размеры сварного шва. Если сварка металла производится постоянным током обратной полярности, то глубина проплавления получается на 40-50% больше, чем при сварке постоянным током прямой полярности из-за того, что на катоде и аноде происходит выделение разного количества теплоты. Сварка переменным током уменьшает проплавление металла на 15-20%, по сравнению со сваркой постоянным током обратной полярности.

Сила сварочного тока

Сила сварочного тока определяется, главным образом, исходя из диаметра электрода. Но на её значение, также, может влиять вылет электрода, состав покрытия и пространственное положение сварного соединения. Увеличение силы сварочного тока способствует увеличению производительности сварочных работ, т.е. количество наплавляемого металла выше.

Но, при излишне большой силе тока для данного диаметра электрода, он перегревается, и это приводит к снижению качества сварки и разбрызгиванию металла. Если сила тока недостаточна для электрода, то электрическая дуга получается неустойчивая, часто обрывается, что приводит к таким дефектам сварного шва, как непровары.

Значение силы тока при сварке конструкционных сталей, вычисляют по следующим формулам:
для электродов диаметром менее 3мм: I=30d;
для электродов диаметром 4-6мм: I=(20+6d);
для электродов диаметром более 6мм: I=(40…50)d;

Где I – сила сварочного тока, А; d – диаметр электрода, мм.

Сила тока при ручной дуговой сварке может очень сильно изменяться: от 50 до 350А. При её расчёте в формулы вносят поправки, в зависимости от свариваемой толщины и пространственного положения сварного соединения.

При толщине свариваемых деталей от 1,3d до 1,6d, силу сварочного тока, найдённую по формулам, снижают на 10-15%. Если толщина свариваемого металла составляет более 3d, то силу тока увеличивают на 10-15%. Для сварки вертикальных швов, а также для сварки потолочных швов, расчётную силу тока снижают на 10-15%.

Напряжение и скорость при ручной дуговой сварке

Напряжение при сварке не сильно влияет на величину провара, но от того, какое выбрано напряжение, зависит ширина сварного шва. При увеличении напряжения, происходит увеличение ширины сварного шва. При этом увеличение происходит независимо от полярности тока. Напряжение при ручной дуговой сварке, в отличие от силы тока, изменяется в узких пределах: от 16 до 30В.

Скорость сварки, в отличии от напряжения, оказывает сильное влияние как на глубину провара, так и на ширину сварного шва. При увеличении скорости сварки, и глубина провара, и ширина шва уменьшаются.

Смотрите также следующую статью из цикла “Технология ручной дуговой сварки”, под названием “Технология ручной дуговой сварки Ч.3 Техника ручной дуговой сварки”. В ней мы поговорим о правильном выполнении сварных швов.

Выбор параметров режима ручной дуговой сварки

Комплекс параметров и значений, которые необходимо выбирать и поддерживать в процессе сварочных работ являются режимами дуговой сварки. Изменяемые величины позволяют выбрать оптимальный вариант для работы в конкретных условиях с конкретными материалами. Другими словами, режим дуговой сварки можно определить как оптимальные условия для осуществления сварочного процесса в разных обстоятельствах. Режим выбирается специалистом в зависимости от различных показателей и параметров.

Читайте также:
Грунт для дисков из алюминия

Ручная дуговая сварка имеет несколько режимов, которые условно можно разделить на основные и дополнительные. К основным значениям относятся диаметр электрода, показатели сварочного тока и напряжения электрической дуги. К дополнительным принято относить положение сварного стыка, толщина металла, его состав, покрытие электрода и скорость выполнения сварочных работ.

  • Основные параметры режима ручной дуговой сварки
    • Сварочный ток
    • Диаметр электрода
  • Выбор режима дуговой сварки в зависимости от напряжения
  • Скорость работ при ручное электродуговой сварке

Основные параметры режима ручной дуговой сварки

Сварочный ток

Большинство реализуемых в розничной сети аппаратов работают на постоянном токе. От переменного он отличается тем, что не меняет ни свою величину, ни направление. Благодаря этому электрическая дуга горит стабильно. Есть и минус. В процессе сваривания сталей и других металлов под постоянным током возможно образование эффекта магнитного дутья.

Он может возникать при сваривании конструкций большого размера с намагниченными элементами. Магнитное поле начинает воздействовать на электрическую лугу, заставляя ее отклоняться. В таком случае дуга выходит за пределы стыка и резко понижается ее стабильность. Есть несколько способов противостояния:

  • ограждение рабочего пространства специальными защитными экранами, отсекающими влияние сторонних магнитных полей;
  • поверхности, которые соединяются, следует заземлять;
  • проанализировать возможность использования переменного тока.

Преимущество работы на постоянном токе заключается в стабильности горения дуги и возможности выбора оптимального варианта полярности. Прямая полярность в среде специалистов называется электрод-отрицательной, а обратная – электрод-положительной. Как вытекает из самого названия обратная полярность подразумевает подключение электрода к положительной клемме, а массы – к отрицательной. Естественно, что при прямой полярности подключение зеркально обратное: электрод или сварочная проволока – к минусу, а масса – к плюсовой клемме.

Изменение полярности влечет за собой последствия для работы со сварочным агрегатом. Отличие заключается в следующем. Согласно общепринятым физическим законам больше будет прогреваться тот элемент, который подключен к положительному заряду. Исходя из этого получается, что при прямом подключении больше будет прогреваться заготовка. Следовательно, такой способ сваривания лучше всего подходит для соединения заготовок большой толщины, поскольку они будут лучше прогреваться, а значит, скорее плавиться.

Если использовать прямое подключение в случае, когда проводятся сварочные работы с тонкостенными заготовками, то металл будет «гореть». То есть, он быстро плавится и получаются не швы, а прогоревшие насквозь участки. В лучшем случае получится шов без сквозных отверстий, но низкого качества. Поэтому для работы с тонкими металлами применяют обратную полярность.

Величина силы тока зависит от возможностей конкретной модели сварочного аппарата. Этот параметр указывается в сопроводительной документации. Если по каким-либо причинам нет документации, по которой можно определить оптимальные значение силы тока для конкретной ситуации, то можно выбирать значение, ориентируясь на диаметр используемого электрода. Ни в коем случае нельзя брать силу тока выше от рекомендованных для определенных электродов значений. В противном случае будет повреждено покрытие электрода, вследствие чего дуга станет работать нестабильно, а шов получится некачественным.

Негативно влияет на сварочный процесс и слишком толстый электрод. В этом случае уменьшается плотность тока, сварочная дуга начинает смещаться и выходить ха пределы шва, сварной шов получается низкого качества и с плохими эстетическими показателями.

Диаметр электрода

Режим сварки выбирается с учетом типа электрода. Диаметр расходного материала подбирается в зависимости от толщины свариваемых заготовок и пространственного расположения шва. Вне зависимости от толщины стенок вертикальные, горизонтальные и потолочные швы формируются при помощи электродов диаметром 4 мм. В случаях, когда планируется несколько слоев, то первый из них ложится электродом 3-4 мм в диаметре, а потом применяются расходники большего размера.

Читайте также:
Аустенитные стали марки

Ниже представлена таблица с параметрами тока, диаметра электрода и толщины металла для ручной дуговой сварки.

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

Выбор режима дуговой сварки в зависимости от напряжения

Длина дуги и ее напряжение – понятия взаимосвязанные. В большинстве случаев сварщики устанавливают напряжение в 20-36В. Оно может быть увеличено в зависимости от увеличения длины дуги, которая может быть короткой, средней или длинной.

Длиной дуги принято считать расстояние от края электрода до рабочей поверхности стыка. Качественный сварной шов можно получить только при условии стабильности дуги. Новичкам проще всего выдерживать средний ее размер. Высокое качество соединения можно получить на короткой дуге, но для этого требуется опыт.

Скорость работ при ручное электродуговой сварке

Скорость перемещения электрода вдоль сварочного соединения влияет на ширину шва. Чем быстрее сварщик перемещает электрод, тем тоньше получится шов, и, наоборот – чем медленнее двигается расходник, тем больше наплава остается на стыке. Помимо продольных сварщик делает и поперечные движения. Они определяют ширину и глубину шва.

Варить очень быстро или же слишком медленно не стоит. В первом случае будут образовываться пустотелые включения. Незаполненное расплавом пространство является потенциально слабым местом, которое может дать трещину. Медленное передвижение электрода является причиной растекания расплава, что снижает качество сварного соединения. Кроме поступательного движения электрода, существуют еще и поперечные перемещения торца: елочка, зигзаг, лесенка и другие.

Можно подвести небольшой итог: выбор режима ручной дуговой сварки представляет собой комплекс действий сварщика, призванных закрыть вопросы поиска оптимальных параметров сварки конкретных заготовок при определенных условиях. Новичкам сначала будет непросто выбрать наиболее подходящий под конкретные условия режим сварки. В помощь им производители оборудования и расходников предоставляют справочники, руководства по эксплуатации и другие материалы информативного характера. Со временем приходит опыт и потребность заглядывать в разного рода инструкции постепенно исчезает.

Выбор режима сварки

Под режимом сварки понимают совокупность факторов, определяющих протекание процесса сварки. Эти факторы называются элементами режима. Основными элементами режима дуговой сварки являются: ток, род и полярность тока, диаметр электрода, напряжение дуги и скорость сварки. При ручной сварке к ним добавляется величина поперечного перемещения конца электрода. Остальные факторы — вылет (длина) электрода, свойства покрытия, начальная температура металла, наклон электрода и основного металла, — являются дополнительными элементами режима сварки.

Влияние элементов режима сварки на размеры и форму шва.

Размеры шва и форма провара не зависят от типа шва (валиковый шов, угловой, стыковой, сварка без разделки и зазора, сварка с разделкой и зазором), а определяются в основном режимом сварки. Основным показателем формы шва является коэффициент формы провара, представляющий отношение ширины шва к глубине провара. При дуговой сварке и наплавке он может изменяться в широких пределах — от 0,8 до 20. Уменьшение ширины шва и увеличение глубины провара уменьшает коэффициент формы провара, а противоположное изменение этих величин — увеличивает его.

В ел и ч и н а т о к а. Увеличение тока увеличивает, а уменьшение— уменьшает глубину провара. При глубине провара более 0,7—0,8 толщины металла резко изменяются условия отвода тепла от нижней части сварочной ванны и может произойти сквозное проплавление металла. Чем больше плотность металла (чем тяжелее металл), тем больше провар при данном токе. На ширину шва величина тока почти не оказывает влияния.

Род и полярность тока. При сварке постоянным током прямой полярности глубина провара меньше на 40—50%, а при сварке переменным током — меньше на 15—20%, чем при сварке постоянным током обратной полярности. Ширина шва при сварке постоянным током прямой полярности меньше, чем при сварке постоянным током обратной полярности и переменным током. Изменение ширины шва становится заметным при более высоких напряжениях дуги (свыше 30 в).

Читайте также:
Горизонтальный сверлильный станок своими руками

Диаметр электрода. Уменьшение диаметра при том же токе повышает плотность тока в электроде и уменьшает подвижность дуги, что увеличивает глубину провара и сокращает ширину шва. Соответственно, при уменьшении диаметра электрода глубина провара возрастает; ширина же шва с увеличением диаметра электрода увеличивается за счет повышения подвижности дуги. Заданная глубина провара может быть достигнута и при меньшем токе за счет уменьшения диаметра электрода, однако это вызывает затруднения вследствие повышенного разогрева электрода малого диаметра.

Напряжение дуги почти не оказывает влияния на глубину провара, но влияет на ширину шва. При возрастании напряжения ширина шва увеличивается, при снижении напряжения — уменьшается, что широко используется при механизированных способах сварки для регулирования ширины шва особенно при наплавке.

При ручной сварке напряжение изменяется незначительно (от 18 до 22 в), что не оказывает практического влияния на ширину шва.

Скорость сварки. При малых скоростях ручной сварки, составляющих 1 —1,5 м/ч, глубина провара получается минимальной, так как в этом случае интенсивность вытеснения жидкого металла сварочной ванны из-под основания столба дуги невелика. Образующийся у основания дуги слой жидкого металла препятствует проплавлению основного металла. Повышение скорости сварки до некоторого значения, соответствующего максимальной погонной энергии дуги, увеличивает глубину провара. Для практических пределов применяемых при сварке режимов скорость сварки незначительно влияет на глубину провара.

Ширина шва зависит от скорости сварки: увеличение скорости уменьшает, а уменьшение скорости — увеличивает ширину шва. Это соотношение сохраняется при всех скоростях сварки и широко используется в практике для регулирования ширины шва.

Поперечное перемещение электрода сильно влияет на глубину провара и ширину шва, поэтому его широко используют при ручной сварке для регулирования формы шва. Увеличение ширины поперечных перемещений конца электрода увеличивает ширину шва и уменьшает глубину провара, и наоборот. Это связано с соответствующим изменением концентрации тепла дуги на металле.

Длина (вылет) электрода. При увеличении длины электрода (или его вылета) он больше нагревается и скорость плавления его возрастает, что приводит к уменьшению тока и глубины провара. Если диаметр проволоки более 3 мм, изменение вылета ±6—8 мм не оказывает влияния на формирование шва. Если используется проволока диаметром 1—2,5 мм, указанные колебания вылета могут ухудшать формирование шва.

Физические свойства покрытия или флюса. При использовании легкого флюса и электрода с легкоплавким покрытием подвижность дуги увеличивается, возрастает ширина шва и сокращается глубина провара. При повышении толщины слоя или тугоплавкости покрытия на конце электрода образуется чехольчик, ограничивающий подвижность дуги, что приводит к уменьшению ширины шва и увеличению глубины провара.

Начальная температура металла в пределах от — 60 до +80° С не влияет на форму шва. Подогрев основного металла до 100—400° С приводит к увеличению ширины шва и глубины провара, причем быстрее растет ширина шва, чем провар. Предварительным подогревом свариваемого металла объясняется увеличение ширины верхних слоев при многослойной сварке и наплавке.

Наклон электрода. Сварку ведут вертикальным электродом, с наклоном углом вперед и углом назад (относительно направления сварки). При сварке углом назад дуга сильнее вытесняет металл из ванны и глубина провара возрастает, а ширина шва уменьшается. При сварке углом вперед давление столба на поверхность металла снижается, что уменьшает глубину провара

и увеличивает ширину шва по сравнению со сваркой вертикальным электродом.

Наклон изделия. При сварке сверху вниз (на спуск) растет толщина слоя жидкого металла под основанием столба дуги и глубина провара от этого уменьшается; увеличивается блуждание дуги и ширина шва возрастает. При сварке снизу вверх (на подъем) толщина слоя жидкого металла под дугой уменьшается, глубина провара возрастает, а ширина шва уменьшается, так как дуга блуждает меньше. Для нормального формирования шва при ручной сварке угол наклона должен быть 8—10°. При большем угле и сварке на спуск происходит подтекание жидкого металла из-под основания дуги, а при сварке на подъем — появляются непровары и подрезы по кромкам шва. Сварка на спуск применяется при выполнении круговых швов (труб, сосудов). Это снижает опасность прожогов, улучшает формирование шва и предупреждает стекание жидкого металла ванны.

Читайте также:
Виды кристаллических решеток металлов

Выбор режима сварки. Режим сварки (тип и марку электрода, диаметр его стержня, род, полярность, напряжение, величину тока) выбирают в зависимости от вида, толщины свариваемого металла и конструкции сварного соединения. Определив условия сварки, обеспечивающие получение высококачественного сварного соединения, выбирают диаметр электрода (проволоки) и величину сварочного тока.

Диаметр проволоки электрода выбирается в зависимости от толщины свариваемого металла. Для стыковых швов можно принимать:

При большом диаметре электрода повышается производительность сварки, но возможно проплавление свариваемого металла, затрудняется выполнение швов в вертикальном и потолочном положениях, возможен непровар корня шва. Поэтому первый слой многослойного шва всегда сваривается электродом диаметром 4—5 мм, за исключением швов с U-образной подготовкой, где весь шов можно сваривать электродами одного (максимально допустимого) диаметра.

Вертикальные и потолочные швы свариваются электродами диаметром не более 5 мм; сварщики высокой квалификации могут такие швы сваривать электродами диаметром 6 мм. Прихваточные швы и наплавка валиками небольшого сечения выполняются электродами диаметром не более 5 мм.

Сварочный ток выбирается в зависимости от диаметра электрода и марки электродного покрытия. В табл. 5 были приведены рекомендуемые величины тока для электродов различных марок.

Если ток мал, то в сварочную ванну будет поступать недостаточно тепла и возможно несплавление основного и наплавленного металла (непровар), резко понижающее прочность сварного соединения. При слишком большой величине тока весь электрод, спустя некоторое время после начала сварки, сильно разогревается, его металл начинает быстрее плавиться и стекать в шов. Это создает излишек наплавленного металла в шве и также связано с опасностью образования непровара в случае попадания жидкого электродного металла на нерасплавленный основной металл.

При выборе величины тока для сварки встык низкоуглеродистой стали в нижнем положении можно пользоваться формулой акад. К. К. Хренова

где Iсв — сварочный ток, а;

d — диаметр металлического стержня электрода, мм.

При толщине металла менее 1,5 d ток уменьшают на 10—15%, а при толщине более 3 d — увеличивают на 10—15% по сравнению с полученным по формуле. При сварке на вертикальной плоскости ток уменьшают на 10—15%, а при сварке потолочных швов — уменьшают на 15—20% по сравнению с током, выбранным для сварки в нижнем положении металла той же толщины.

Для сварки соединений внахлестку и тавровых можно применять больший ток, гак как в этом случае опасность сквозного проплавления меньше.

Автор: Администрация

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Выбор режимов электродуговой сварки

Для выполнения сварного шва прежде всего определяют режим сварки, обеспечивающий хорошее качество сварного соединения, установленные размеры и форму при минимальных затратах материалов, электроэнергии н труда.

Режимом сварки называется совокупность параметров, определяющих процесс сварки: вид тока, диаметр электрода, напряжение н сварочный ток, скорость перемещения электрода вдоль шва и др. Основными параметрами режима ручной дуговой сварки являются диаметр электрода.

Толщина свариваемых кромок, мм 20 4. 5 5. 6 6. 7 7. 8 8. 10

По выбранному диаметру электрода устанавливают значение сварочного тока. Обычно для каждой марки электродов значение тока указано на заводской этикетке, но можно также определить его по формулам: / = (40. 50) d3 при d3 = 4. 6 мм; / = (20 + 6 йз) D3 при d3 6 мм,

Где / — сварочный ток, A; d3 — диаметр электрода, мм.

Полученное значение сварочного тока корректируют, учитывая толщину металла и положение свариваемого шва. При толщине кромок (1,3 . 1,6) d:, расчетное значение сварочного тока уменьшают на 10. 15%, а при толщине кромок > 3D3 — увеличивают на 10. 15%. Сварку вертикальных и потолочных швов выполняют сварочным током, на 10. 15% уменьшенным против расчетного.

Читайте также:
Грабли тракторные своими руками

Сварочную дугу возбуждают двумя приемами. Можно коснуться свари-ваемого изделия торцом электрода и затем отвести электрод от поверхности изделия на 3. 4 мм, поддерживая горение образовавшейся дуги. Можно также быстрым боковым движением коснуться свариваемого изделия и затем отвести электрод от поверхности изделия на такое же расстояние (по методу зажигания спички). Прикосновение электрода к изделию должно быть кратковременным, так как иначе он приваривается к изделию («примерзает»). Отрывать пример-зший электрод следует резким поворачиванием его вправо и влево.

Длина дуги значительно влияет на качество сварки. Короткая дуга горит устойчиво и спокойно. Она обеспечивает получение высококачественного шва, так как расплавленный металл электрода быстро проходит дуговой промежуток и меньше подвергается окислению и азотированию. Но слишком короткая дуга вызывает «примерзание» электрода, дуга прерывается, нарушается процесс сварки. Длинная дуга горит неустойчиво с характерным шипением. Глубина проплавления недостаточная, расплавленный металл электрода разбрызгивается и больше окисляется и азотируется. Шов получается бесформенным, а металл шва содержит большое количество оксидов. Для электродов с толстым покрытием длину дуги указывают на заводской этикетке.

В процессе сварки электроду сообщаются следующие движения по направлению оси электрода 1 в зону дуги. Скорость движения должна соответствовать скорости плавления электрода, чтобы сохранить постоянство длины дуги; б — вдоль линии свариваемого шва 2. Скорость перемещения не должна быть большой, так как металл электрода не успеет сплавиться с основным металлом (не провар).При малой скорости перемещения возможны перегрев и пережог металла. Шов получается широкий, толстый. Производительность сварки оказывается низкой; в — поперечные колебательные движения применяют для получения уширенного валика шириной, равной 3 . 4 йэ. Поперечные движения замедляют остывание направляемого металла, облегчают выход газов и шлаков и способствуют наилучшему сплавлению основного и электродного металлов и получению высококачественного шва. Образующийся в конце наплавки валика кратер необходимо тщательно зава-рить.

Техника выполнения сварных швов зависит от вида и пространственного положения шва.

Нижние швы наиболее удобны для выполнения, так как расплавленный металл электрода под действием силы тяжести стекает в кратер и не вытекает из сварочной ванны, а газы и шлак выходят на поверхность металла. Поэтому по возможности следует вести сварку в нижнем положении. Стыковые швы без скоса кромок выполняют наплавкой вдоль шва валика с небольшим уширением. Необходимо хорошее проплавление свариваемых кромок. Шов делают с усилением (выпуклость шва до 2 мм).

После проварки шва с одной стороны изделие переворачивают и, тща-тельно очистив от подтеков и шлака, заваривают шов с другой стороны.

Сварку стыковых швов с V-образной разделкой при толщине кромок до 8 мм производят в один слой, а при большой толщине — в два слоя и более. Первый слой наплавляют высотой 3 . 5 мм электродом диаметром 3 . 4 мм. Последующие слои выполняют электродом диаметром 4. 5 мм. Перед наплавкой очередного слоя необходимо тщательно очистить металлической щеткой разделку шва от шлака и брызг металла. После заполнения всей разделки шва изделие переворачивают и выбирают небольшую канавку в корне шва, которую затем аккуратно заваривают. При невозможности подварить шов с обратной стороны следует особенно аккуратно проварить первый шов. Стыковые швы с Х-образной разделкой выполняют аналогично многослойным швам с обеих сторон разделки. Угловые швы в нижнем поло-жении лучше выполнять в положении «лодочка». Если изделие не может быть так установлено, необходимо особенно тщательно обеспечить хороший провар корня шва и свариваемых кромок. Сварку следует начинать с поверхности ниж-ней кромки и затем переходить через разделку шва на вертикальную кромку . При наложении многослойного шва первый валик выполняют ниточным швом электродом диаметром 3 . 4 мм. При этом необходимо обеспечить хороший провар корня шва. Затем после зачистки разделки наплавляют последующие слои.

Вертикальные швы менее удобно сваривать, так как сила тяжести увлекает капли электродного металла вниз. Вертикальные швы следует выпол-нять короткой дугой и снизу вверх. При этом капли металла легче переходят в шов, а образующаяся полочка удерживает очередные капли металла от стека-ния вниз. Сварку можно вести и сверху вниз. При этом дугу следует зажигать при положении электрода, перпендикулярном плоскости изделия.

Читайте также:
Бассейн из баннера своими руками

После образования первых капель металла электрод наклоняют вниз II и сварку выполняют возможно короткой дугой. Рекомендуется применять элект-роды диаметром 4 . 5 мм при несколько пониженном сварочном токе (150. 170 А).

Выбор режима ручной дуговой сварки: основные и дополнительные параметры

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

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

Сварочный ток

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

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

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

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

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

Диаметр электрода

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

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

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

Режим в зависимости от напряжения дуги

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

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

Скорость сварки при ручной электродуговой сварке

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

Варианты направления электрода при сварке

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

Выбор режима ручной дуговой сварки

Дуговую сварку контролируют ряд параметров, а именно:

  • сварочный ток
  • напряжение дуги
  • скорость сварки
  • род и полярность тока
  • положение шва в пространстве
  • тип электрода и его диаметр

Поэтому перед началом работы следует подобрать значения этих параметров так, чтобы сварочный шов получился требуемого размера и хорошего качества.

1.1 Сварочный ток (выбор сварочного тока посредством подбора диаметра электрода)

Важнейшим параметром при работе ручной дуговой сварки является сила сварочного тока. Именно сварочный ток будет определять качество сварочного шва и производительность сварки в целом.

Обычно рекомендации по выбору силы сварочного тока приведены в инструкции пользователя, которая поставляется в комплекте со сварочным аппаратом. Если таковой инструкции нет, то силу сварочного тока можно выбрать в зависимости от диаметра электрода. Большинство производителей электродов размещают информацию о величинах сварочного тока прямо на упаковках своей продукции.

Диаметр электрода подбирают в зависимости от толщины свариваемого изделия. Однако помните, что увеличение диаметра электрода уменьшает плотность сварочного тока, что приводит к блужданию сварочной дуги, её колебаниям и изменениям длины. От этого растет ширина сварочного шва и уменьшается глубина провара – то есть качество сварки ухудшается. Кроме того, уровень сварочного тока зависит от расположения сварочного шва в пространстве. При сварке швов в потолочном или вертикальном положении рекомендуется диаметр электродов не меньше 4 мм и понижение силы сварочного тока на 10-20 %, относительно стандартных показателей тока при работе в горизонтальном положении.

Таблица 1.1
Примерное соотношение толщины металла, диаметра электрода и сварочного тока
Толщина металла, мм 0,5 1-2 3 4-5 6-8 9-12 13-15 16
Диаметр электрода, мм 1 1,5-2 3 3-4 4 4-5 5 6-8
Сварочный ток, А 10-20 30-45 65-100 100-160 120-200 150-200 200-250 200-350

1.2 Напряжение дуги (длина сварочной дуги)

После того, как сила сварочного тока определена, следует рассчитать длину сварочной дуги. Расстояние между концом электрода и поверхностью свариваемого изделия и определяет длину сварочной дуги. Стабильное поддержание длины сварочной дуги очень важно при сварке, это сильно влияет на качество свариваемого шва. Лучше всего использовать короткую дугу, т.е. длина которой не превышает диаметр электрода, но это достаточно тяжело осуществить даже при наличии солидного опыта. Поэтому оптимальной длиной дуги принято считать размер, который находится между минимальным значением короткой дуги и максимальным значением (превышает диаметр электрода на 1-2 мм)

Читайте также:
Где взять нержавейку для ножа
Таблица 1.2
Примерное соотношение диаметра электрода и длины дуги
Диаметр электрода, мм 1 1,5-2 3 3-4 4 4-5 5 6-8
Длина дуги, мм 0,6 2,5 3,5 4 4,5 5 5,5 6,5

1.3 Скорость сварки

Выбор скорости сварки зависит от толщины свариваемого изделия и от толщины сварочного шва. Подбирать скорость сварки следует так, что бы сварочная ванна заполнялась жидким металлом от электрода и возвышалась над поверхностью кромок с плавным переходом к основному металлу изделия без наплывов и подрезов. Желательно поддерживать скорость продвижения так, что бы ширина сварочного шва превосходила в 1,5-2 раза диаметр электрода.

Если слишком медленно перемещать электрод, то вдоль стыка образуется достаточно большое количество жидкого металла, который растекается перед сварочной дугой и препятствует её воздействию на свариваемые кромки – то есть результатом будет непровар и некачественно сформированный шов.

Неоправданно быстрое перемещение электрода тоже может вызывать непровар из-за недостаточного количества тепла в рабочей зоне. А это чревато деформацией швов после охлаждения, вплоть до трещин.

Наиболее простой способ подбора скорости сварки ориентирован на приблизительно среднее значение размеров сварочной ванны. В большинстве случаев сварочная ванна имеет размеры: ширина 8–15 мм, глубина до 6 мм, длина 10–30 мм. Важно следить, что бы сварочная ванна равномерно заполнялась плавленным металлом, т.к. глубина проплавления почти не изменяется.

На рисунке видно, что при увеличении скорости заметно уменшается ширина шва, при этом глубина проплавления остается почти неизменной. Очевидно, что наиболее качественные швы (в этом примере) – при скоростях 30 и 40 м/ч.

1.4 Род и полярность тока

У большинства моделей бытовых аппаратов для ручной дуговой сварки на выходе путем выпрямления переменного тока образуется постоянный сварочный ток. При использовании постоянного тока возможны два варианта подключения электрода и детали:

  • При прямой полярности деталь подсоединяется к зажиму «+», а электрод к зажиму «-»
  • При обратной полярности деталь подключается к «-», а электрод – к «+»

На положительном полюсе выделяется больше тепла, чем на отрицательном. Поэтому обратную полярность при работе с электродами применяют во время работ по сварке тонколистового металла, чтобы его не прожечь. Можно использовать обратную полярность при сварке высоколегированных сталей во избежание их перегрева, а на прямой полярности лучше варить массивные детали

Низколегированные стали – это конструкционные стали, в которых содержится не больше 2,5% легирующих элементов (углерода, хрома, марганца, никеля и т.д., причем углерода не должно быть более 0,2 %), широко применяются в строительстве, судостроении, трубопрокатном производстве. Сварку низколегированных сталей можно производить как ручным способом, так и автоматически, вне зависимости от полярности тока.

1.5 Зажигание (возбуждение) сварочной дуги

Зажигание (возбуждение) сварочной дуги можно производить 2-мя способами.

Первый способ: Чиркаем концом электрода о поверхность металла (напоминает движение зажигаемой спички). Данный способ чаще всего применяют на новом электроде. Этот метод прост и особых профессиональных навыков не требует. Второй способ можно назвать «касанием», т.к. электрод подводят вертикально (перпендикулярно) к месту начала сварки и после легкого прикосновения к поверхности изделия отводят верх на расстояние примерно в 3-5 мм. Чаще всего этот способ применяют в труднодоступных, узких и прочих неудобных местах.

Навигация по руководству для новичков в РДС

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
gmnu-nazarovo.ru
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: