Электродуговая сварка: ГОСТ, технология. Сварочные кабели для ручной электродуговой сварки
Электродуговая сварка: ГОСТ, технология :: SYL.ru
Электродуговая сварка – высокотехнологический способ обработки металла, который позволяет эффективным методом работать с толстыми металлическими конструкциями.
Именно такой вид сварки используют при монтаже различных металлических изделий, а в домашних делах она по сегодняшний день просто великолепный помощник.
Естественно, что характер сварного шва находится в зависимости как от качества изделия, так и от квалификационных данных самого исполнителя. Но если к металлоконструкции не предъявляются особенные требования, то сварное дело может постигнуть даже человек без большого опыта работы. А появившееся недавно современное инверторное оборудование значительно упрощает работу по сварке изделий.
Безопасность работ
Перед тем как разбираться, что такое электродуговая сварка металлов и как ее выполнять, следует подумать от безопасности проведения работ со сварочным оборудованием. Большая часть новичков не обращает внимания на режим техники безопасности, что приводит к неприятным и тяжелым последствиям.
- Самым важным является электробезопасность. Необходимо следить за внешним видом силового кабеля, чтобы изоляция была в надлежащем виде. Нельзя работать во время дождя или при влажной погоде.
- При сварочных работах следует использовать индивидуальные средства предохранения. Особенно это касается глаз. Ведь электродуговая сварка выделяет много ультрафиолета, что вредно для зрения. Поэтому в работе надо использовать специальный щиток с темным стеклом.
- Одежда сварщика должна быть из плотной ткани, так как шлак и расплавленный металл, попадая на открытые участки тела, часто оставляют сильные ожоги, которые долго заживают.
Техника исполнения работ
Сварка осуществляется благодаря тепловой энергии, которую производит электрическая дуга, появляющаяся между горелкой и металлом. Для вырабатывания дуги используют специальные электроды, которые расплавляют кромку изделия и соединяют расплавленный металл, образуя сварочный шов.
Сами электроды для электродуговой сварки состоят из проволоки определенной толщины, на которую сверху нанесено специальное покрытие. Каждый металл и различные режимы работы требуют применения особенных марок электродов. Чаще всего используются марки ЭПС, УОНИ, ЦМ и УП.
Сварочный аппарат
Главное снаряжение, которым пользуется сварщик, называется сварочным трансформатором. В его задачу входит снижение напряжения, которое влияет на усиление силы тока, достаточного для плавки металла.
Аппарат электродуговой сварки может быть «домашним», для применения в бытовых условиях с подключением к одной фазе, и промышленным, обладающим большой мощностью, который подключается к трем фазам. Также сварочное оборудование делится на вырабатывающее постоянный ток и на преобразующее постоянное напряжение (трансформаторы).
В домашнем быту специалисты рекомендуют иметь сварочный инвертор, который хоть и дороже обычных аппаратов, зато имеет ряд положительных сторон:
1. Небольшой вес.
2. Устойчивость к величине силы тока и выходного напряжения, что, в свою очередь, влияет на качество электрической дуги, практически не зависящее от скачков напряжений в сети.
3. Простота и легкость в работе на высоте.
ГОСТ: сварка ручная электродуговая
Те, кто профессионально занимаются сварными делами, знают, что существуют специально разработанные стандарты сварки металлов, типов соединений, работ с алюминием, качества электродов и так далее. Для более эффективной работы нужно придерживаться этих правил. Например, ГОСТ 5264-80 отвечает за методы соединительных сварных швов металлических конструкций: прямой шов, скошенный или скошенный с замком.
Чем еще регламентируется электродуговая сварка? ГОСТ 14771-76 вводит правила варки в защитных газах. Бывают и другие ГОСТы, регулирующие методы работ с электросваркой. В промышленности и на производствах к этим стандартам относятся серьезно и требовательно. Каждый сварщик, работающий на предприятии, должен знать все ГОСТы и по возможности их применять.
При выполнении домашних работ придерживаться этих стандартов необязательно, но желательно иметь о них хотя бы общее представление. Для примера можно привести ГОСТ (сварка ручная электродуговая) под номером 26-291-79, который устанавливает правила использования электродов определенных марок и толщины для сварки тех или иных металлов и конструкций из них.
Те же стандарты описывают основные сварочные соединения:
- Внахлест, когда одна деталь немного накрывает другую.
- Встык – оба объекта состыковываются друг с другом на одной плоскости.
- Соединение углом.
- Торцовая варка в виде буквы «Т».
Технология электродуговой сварки
Техника ручной сварки состоит в следующем: создание дуги и удержание ее в определенном месте, передвижение электрода и образование сварного шва. Дуга может появляться двумя способами:
1. Недолгим касанием (ударом) электрода по металлической поверхности.
2. Скольжением электрода по металлу в виде чирканья спичками.
После того как появилась дуга, горелку немного отводят для устойчивой поддержки горения. Исходя из режима сварки, электрод отводят на расстояние, равное 0,5-1 его диаметра.
Перемещение электрода
Чтобы получались качественные швы электродуговой сварки, надлежит двигать электроды в трех позициях:
- Небольшое поступательное движение, при котором электрод то отдаляется, то приближается к поверхности свариваемого материала.
- Передвижение электрода вдоль оси шва детали. Это перемещение считается основным в сварочных работах. Скорость движения может быть медленной или быстрой, в зависимости от режима работы, силы тока, а также от типа шва.
- Электрод перемещают поперек оси шва. Таким образом соединяются детали металлическим валиком.
Высокая квалификация и профессионализм сварщика обуславливают то, насколько четко и уверенно он может держать дугу, а также его умение совершать все три способа ведения электрода.
Режимы сварных работ
Чтобы узнать силу тока, необходимую для сварки, необходимо определиться, какой тип шва планируется делать и какого диаметра электрод употребляется в работе:
- При налаживании нижнего шва ток для электрода в три миллиметра должен быть 75-100 А, а для пяти миллиметров – 160-180 А.
- При отвесном монтаже необходимо снизить силу тока для тех же электродов до 80 А и до 150 А соответственно.
- Верхние швы, называемые потолочными, накладываются 3-4-миллиметровыми электродами, сила тока которых не должна быть меньше 70 А и больше 100 А.
Нюансы сварочных работ
Электродуговая сварка может преобразовывать электрическую энергию в тепловую. И это ее главная особенность. Дуга нагревается до температуры в 6000-8000 градусов по Цельсию, что дает возможность расплавлять практический любой металл или сплав. Сама дуга окружена ореолом. На поверхности электрода температура несколько снижается и составляет около 4000 градусов по Цельсию.
Во время сварки на поверхности детали формируется ванна раскаленного и расплавленного металла с небольшой ямкой. При этом дуга имеет длину 2-6 мм. Это нормальное рабочее расстояние почти для всех видов бытовых и некоторых промышленных сварных работ.
Сварку выполняют короткой дугой, так как при длинной дуге начинается сильное разбрызгивание, шов прерывается и происходит плохая спайка металла.
Если работы ведутся угольным электродом, то длина электрической дуги может быть порядка 20 миллиметров.
Как уже говорилось, электродуговая сварка может использовать переменный или постоянный ток. При переменном токе электрическая дуга слаба и неустойчива. Для улучшения ее качества увеличивают силу тока. Поэтому необходимо следить за напряжением при варке определенных изделий. Например, если сваривают мелкие детали, то есть опасность их прожечь.
При постоянном токе дуга стабильна, что позволяет сваривать мелкие и тонкие металлоконструкции.
Базовые правила сваривания труб
Электродуговая сварка труб позволяет работать с трубным материалом диаметром 5-120 см и толщиной стенок от 3 до 25 мм.
Стыки труб свариваются несколькими швами. После каждого прохождения обязательно производят зачистку поверхности прошлого шва от наслоения шлака.
Трубы, чей диаметр меньше 22 см, сваривает один рабочий. При этом толщина стенок не имеет значения. Но если изделие превышает обозначенный диаметр, то сварные работы ведут вместе два сварщика.
Процесс варки происходит как можно меньшей дугой, чтобы не нарушить структуру и качество шва. Сам шов обязан перекрывать линию соединения на пару миллиметров в каждую сторону. При этом, чем толще стенки труб, тем больше швов необходимо наложить. Специалисты, работающие сварщиками в нефтяных и газовых компаниях, знают, что:
- при толщине стенок до 6 мм – количество шовных слоев – 2;
- 7-11 мм – 3 слоя;
- 12-14 мм – 4 слоя.
И так далее. При максимальной толщине трубы количество швов достигает семи. Основной, начальный шов ведется электродом, чей диаметр должен быть 3 мм.
Особенности существующих сварных материалов
Чугунные изделия
Сварка чугунных деталей — трудоемкий процесс из-за химического состава чугуна и его особенностей. Какой-то определенной технологии работы с чугуном нет, так как различная структура этого материала требует к себе разных подходов. Однако все существующие способы работы с этим металлом делят на два вида: горячую сварку, когда объект нагревают, а потом дают остыть, и холодную – изделие предварительно не разогревают, но варят специально предназначенными для чугуна электродами.
Цветные металлы и их сплавы
Изделия из этих элементов, особенно алюминия, массово применяются для запчастей в автотранспорте. Однако медные, латунные и бронзовые поверхности свариваются трудно, так как эти металлы обладают в расплавленном состоянии большой текучестью, они быстро поглощают кислород и окисляются. В зоне сварки такие металлы изменяют свою структуру.
Специалисты советуют работать с цветметаллом электродами марки МН-5 и ОЗБ-1, а также угольным электродом при постоянной силе тока.
Также многие сварщики при работе с латунью и медью используют прутья, содержащие цинк. Его испарения помогают быстрее остывать поверхности свариваемого материала и улучшают качество шва. Но в процессе работы цинк выделяет ядовитые газы, поэтому при работе с ним необходимо надевать маску или респиратор.
Алюминий
Этот металл нагревается при низких температурах. Так, чистый алюминий начинает плавиться при температуре 6600С, а его сплавы – при 20000С. Потому для работы с ним вместо стандартных электродов используют проволоку, которая похожа по своему составу с алюминием. Например, электроды для алюминия ОЗА-1 и ОЗА-2 часто используют на предприятиях и в тяжелой промышленности для сварки автомобильных деталей.
Вывод
Аппарат для ручной электрической сварки – полезная вещь не только на производстве, но и в домашних делах. Практически любую металлоконструкцию можно сварить собственными силами дома, если прислушиваться к советам специалистов и иметь базовые знания и навыки по работе с электродуговой сваркой.
Самым важным элементом при работе на сварочном оборудовании является соблюдение техники безопасности, так как научиться варить металл можно даже методом проб и ошибок, но экспериментировать с собственным здоровьем не следует.
www.syl.ru
| В зависимости от технологического процесса (марки свариваемого материала и типа покрытия электрода) сварочные работы выполняют либо на переменном, либо на постоянном токе. Постоянный ток перед переменным имеет то преимущество, что дуга горит стабильнее, а следовательно, процесс сварки вести легче, особенно на малых токах. Питание сварочных постов переменным током осуществляют от специальных трансформаторов, а постоянным током - от преобразователей и выпрямителей. На рис. 7, а показана принципиальная электрическая схема поста для ручной дуговой сварки переменным током (от трансформатора типа ТС), а на рис. 7,5 - общий вид такого поста. От сети 1 переменный ток напряжением 220 или 380 В через рубильник 2 и предохранители 3 подается к источнику питания - сварочному трансформатору 4, где ток трансформируется до напряжения 60-75 В, необходимого для возбуждения дуги, и по сварочным проводам 5 через зажим 6 и электрододержатель 7 подводится - к изделию 8. На рис. 1,в показана принципиальная электрическая схема поста для ручной дуговой сварки постоянным током, а на рис. 7, г - общий вид поста. В этом случае ток от сети напряжением 220 или 380 В поступает к преобразователю, состоящему из асинхронного электродвигателя и сварочного генератора, соединенных между собой общим валом. Такие преобразователи вырабатывают постоянный сварочный ток напряжением 25-.75. В. Рис. 7. Принципиальные электрические и монтажные схемы поста для ручной дуговой сварки: а, б - переменным током ( - переменная величина расстояния между катушками), в, г - постоянным токомРазмещение источников питания сварочных постов в зависимости от характера выполняемых работ может быть .централизованным (групповым) и индивидуальным. Групповое размещение сварочного оборудования в отдельных помещениях делают на ,расстоянии 30-40 м от сварочного поста. Источники питания устанавливают на минимальном расстоянии от рабочего места электросварщика. Сварочные посты могут быть стационарными и передвижными. Стационарные посты для сварки изделий небольших размеров располагают в открытых сверху отдельных сварочных кабинах (рис. 8, я). Передвижные посты применяют при сварке изделий крупных габаритов; трубопроводов большой длины (рис. 8, 6), металлоконструкций, сосудов и т. д. Для защиты работающих от ультрафиолетовых лучей сварочной дуги устанавливают переносные щиты, ширмы высотой 1,2-1,5 м из несгораемых материалов. При больших объемах сварочных работ рационально использовать многопостовые сварочные выпрямители, преобразователи или трансформаторы. Величину сварочного тока при этом регулируют на каждом рабочем посту балластными реостатами (при использовании постоянного тока) и дросселями (при использовании переменного тока). Передвижные сварочные посты, как правило, применяются при монтаже и ремонтных работах. При этом часто используют переносные сварочные трансформаторы, сварочные агрегаты и выпрямители, устанавливаемые на специальные прицепы или закрытые автомобили. Такие прицепы и автомобили оборудованы специальными рубильниками, к которым подключены установки. При работе на различной высоте электроды и необходимый инструмент сварщика находятся в брезентовых сумках, подвешиваемых к поясу сварщика, либо в специальных пеналах или ящиках. Для обеспечения удобства и безопасности работы делают подмости с перилами (инвентарные леса) или подвешивают люльки. При работе на высоте и значительном удалении от источника питания применяют дистанционные регуляторы сварочного тока. А при сварке в сосудах закрытого типа для обеспечения безопасных условий труда используют отключатели (ограничители) холостого хода. Рис. 8. Типы сварочных кабин: а - стационарная, оборудованная местным отсосом; 1 - воздуховод вытяжной вентиляции, 2 - шибер, 3 - стул; 4 - стол, 5 - брезентовый занавес, 6 - переносная для сварки труб в монтажных условияхВопросы для самопроверки
|
www.samsvar.ru
Ручная электродуговая сварка | Сборщик металлических корпусов судов
Ручная электродуговая сварка является наиболее старым и все еще весьма распространенным способом. Она высоко маневренна, универсальна, для ее выполнения требуется простое оборудование. В то же время ручная электродуговая сварка недостаточно производительна по сравнению с механизированной сваркой, требует от сварщиков более высокой квалификации, особенно при выполнении вертикальных, горизонтальных и потолочных швов; очень чувствительна к качеству электродов, загрязненности, влажности и ржавчине на кромках свариваемых деталей. В связи с этим обстоятельством ручную электродуговую сварку применяют в настоящее время только в тех случаях, когда механизированные способы сварки неприемлемы по тем или иным причинам.
Ручную электродуговую сварку можно выполнять как на постоянном, так и на переменном токе.
В случае сварки на постоянном токе источниками питания служат сварочные генераторы (рис. 5.3, а) или выпрямители. На судостроительных заводах наиболее распространены одно-постовые сварочные генераторы постоянного тока модели ПД-305-У2, ПД-502-У2; многопостовые ВДМ-1001-УЗ. В последнем случае электрический ток от зажимов генератора поступает на общий шинопровод, к которому параллельно подключают балластные реостаты сварочных постов. Балластные реостаты служат для регулирования сварочного тока на каждом посту. Весьма распространены, например, балластные реостаты типов РБ-301.
Рис. 5.3. Схемы сварочных постов: а — постоянного тока; б — переменного тока.1 — генератор постоянного тока; 2 — понижающий трансформатор; 3 — дроссель; 4 — держатель с электродом; 5 — свариваемая деталь.
Рис. 5.4. Электрододержатели различных типов.
При ручной сварке на переменном токе (рис. 5.3, б) питание сварочной дуги подается от силовой энергосети переменного тока через понижающий трансформатор (предназначенный для понижения напряжения силовой энергосети 220—380 В до напряжения 60—85 В, необходимого для зажигания сварочной дуги) и дросселя, посредством которого регулируется сила сварочного тока. На заводах применяют трансформаторы СТЭ-24, СТЭ-34 с дросселями, а также трансформаторы СТН-500, ТС-500 и др. Сварочный ток в дросселе регулируется изменением индуктивного сопротивления дроссельной катушки путем ее перемещения с помощью рукоятки и ходового винта подвижного сердечника.
Рабочим инструментом сварщика является электрододержатель, который прочно удерживает электрод и обеспечивает надежный контакт, а также быструю и удобную замену электрода. Держатели, некоторые типы которых показаны на рис. 5.4, должны быть легкими и иметь гибкий токоподводящий провод, чтобы не стеснять движения руки сварщика. Длина гибкого провода равна 2—3 м, остальная часть провода может иметь большую жесткость. Общая длина провода должна быть не более 30 м, так как с увеличением ее напряжение в сварочной дуге значительно падает.
Для защиты от брызг металла сварщик должен иметь брезентовый комбинезон и рукавицы. Глаза и лицо сварщика защищаются от светового излучения и ожогов щитком или маской. Маска и щиток имеют смотровое окошко, закрытое цветным (темным) стеклом. Для защиты от брызг металла цветное стекло снаружи закрыто простым бесцветным стеклом, которое при загрязнении заменяют новым. Для очистки сварного соединения и обивки шлака сварщик имеет стальную щетку, зубило или пневматический молоток.
При ручной электродуговой сварке применяют электроды в виде стержней (отрезков) проволоки длиной около 450 мм, на которые нанесен слой покрытий (обмазка).
Назначение и область применения электродов определяются механическими свойствами наплавленного металла шва и всего сварного соединения. Поэтому все электроды для сварки сталей классифицируют по типам, характеризующим механические свойства металла шва и сварного соединения. Для ручной электродуговой сварки корпусных сталей применяют чаще всего электроды типов Э-42, Э-42А, Э-50А. Буква Э означает электрод; цифра — величину временного сопротивления разрыву, Н/мм2, металла шва, наплавленного данным электродом; буква А означает, что данный электрод обеспечивает получение металла шва с лучшими пластическими свойствами и с меньшим содержанием вредных примесей (серы и фосфора).
Для изготовления электродов широко применяют проволоку марок Св-08 и Св-08А. Проволока марки Св-08А имеет меньше вредных примесей серы и фосфора.
Покрытия на электроды наносят с целью повышения устойчивости горения электрической дуги, создать вокруг дуги и расплавленного металла защитную оболочку из газа, предохраняющую жидкий металл от кислорода и азота воздуха, создать защитную корку шлака на шве, замедляющую его остывание; ввести в металл шва элементы, улучшающие его механические свойства. Существует большое количество покрытий, которые в той или иной мере удовлетворяют перечисленным требованиям. Состав покрытий определяет марку электрода.
Покрытия, которые наносят тонким слоем на металлический стержень электрода, обеспечивают только устойчивость горения дуги. Такие покрытия называют стабилизирующими или тонкими. Они не защищают металл шва от кислорода и азота воздуха и не улучшают механических свойств шва. Электроды со стабилизирующими покрытиями применяют только при сварке неответственных конструкций. Из стабилизирующих покрытий наиболее известно меловое, которое приготовляют разведением толченого и просеянного мела в жидком стекле.
Для получения высококачественного металла шва, не уступающего по механическим свойствам основному металлу, применяют электроды с толстым покрытием, называемые качественными. При плавлении такого покрытия образуются газы и шлаки, которые хорошо защищают металл от вредного воздействия воздуха. Из качественных электродов в судостроении широко применяют электроды типа Э-42А марок УОНИ-13/45, УОНИ-13/55 (универсальная обмазка научно-исследовательского института) и ЦМ-7 (ЦНИИТмаш, малоуглеродистые).
Для выполнения электродуговой сварки плавящимся электродом один провод от источника тока подключают через электрододержатель к электроду, а другой — к свариваемому изделию.
При сварке постоянным током на положительном полюсе электрической цепи выделяется больше тепла, чем на отрицательном. Поэтому при присоединении электрода к положительному полюсу сварочной цепи на электроде выделяется тепла больше, чем на свариваемом изделии, присоединенном к отрицательному полюсу. Для плавления свариваемого изделия в месте сварки требуется больше тепла, чем для плавления электрода, поэтому при сварке толстых деталей электрод присоединяют к отрицательному полюсу, а деталь — к положительному. Этот вид соединения сварочной цепи называют прямой полярностью. При сварке тонких деталей, а также при применении электродов с тугоплавким покрытием (например, электродов типа УОНИ-13) применяют другой вид соединения сварочной цепи, носящий название обратной полярности. В этом случае свариваемую деталь соединяют с отрицательным полюсом, а электрод — с положительным.
При сварке переменным током его полярность изменяется 100 раз в секунду (при частоте тока 50 пер./с) и не влияет на процесс сварки.
Для успешного выполнения процесса сварки необходимо правильно выбрать режимы сварки, т. е. диаметр электрода, силу сварочного тока, скорость перемещения электрода вдоль свариваемых кромок, полярность.
Диаметр электрода и силу сварочного тока подбирают по специальным таблицам в зависимости от толщины свариваемых деталей, типа шва и положения его в пространстве. В общем случае можно отметить, что для толщин 2—3 мм используют электроды диаметром 3 мм, для толщин до 6—7 мм — электроды диаметром 4 мм, для больших толщин электроды диаметром 5 мм. Силу сварочного тока при сварке в нижнем положении можно определить по следующей приближенной формуле Iсв≈(25÷30)dэл где dэл — диаметр электрода, мм.
При сварке вертикальных и потолочных швов силу сварочного тока снижают на 15—20 % по сравнению с нижним положением.
Скорость перемещения электрода вдоль шва зависит от диаметра электрода, силы сварочного тока, вида и ширины шва и некоторых других факторов. Нормальной скоростью перемещения электрода следует считать такую, при которой образуется валик шва шириной, примерно равной 1,5 диаметра электрода, с хорошим проплавлением основного металла.
Наплавленный валик характеризуется шириной, высотой и глубиной проплавления (рис. 5.5).
Рис. 5.5. Размеры сварного шва.Ширина валика зависит от диаметра электрода и размера поперечных колебаний. Высота валика зависит от марки электрода, силы тока, полярности и скорости сварки. Более выпуклый валик получается при сварке электродами с тонкими покрытиями. При использовании качественных электродов валик имеет более плавный переход к основному металлу. Глубина проплавления зависит от силы тока, скорости сварки и марки электрода. При нормальных режимах сварки глубина проплавления достигает 2—5 мм.
В последние годы получает все более широкое распространение так называемая сварка наклонным электродом, принципиальная схема которой показана на рис. 5.6. Подача электрода в зону сварки и перемещение дуги вдоль сварного соединения происходит под действием силы тяжести муфты и закрепленного в ней электрода. Между электродом, опертым на край покрытия, и изделием возбуждается дуга, расплавляющая металл электрода и кромки изделия. Угол между электродом и изделием может быть постоянным и переменным. В рассматриваемом случае применяют специальные электроды длиной 700— 900 мм, в частности электроды марки ИТС типа Э-46А из малоуглеродистой сварочной проволоки с фтористокальциевым покрытием и с железным порошком.
Рис. 5.6. Сварка наклонным электродом.1 — свариваемые детали; 2— источник питания сварочным током; 3 — электрод; 4 — зажим электрода; 5 — муфта; 6 — стойка.
В данном случае сварка протекает автоматически при постоянном режиме в отличие от обычной ручной сварки. Один сварщик может наблюдать за горением 4—5 электродов одновременно, что, безусловно, повышает производительность труда. Упрощается сварка в труднодоступных местах.
В настоящее время существуют два способа сварки с наклонными электродами: — гравитационный — по мере сгорания электрод передвигается вдоль линии шва под действием силы тяжести; — автоконтактный — по мере сгорания электрод передвигается вдоль линии шва под действием пружинного механизма.
www.stroitelstvo-new.ru
Технология ручной электродуговой сварки, электроды
Технология ручной электродуговой сварки, электроды
Ручная электродуговая сварка с помощью металлических электродов с защитной обмазкой является наиболее распространенным способом сварки при изготовлении трубопроводов с условным проходом более 80 мм при толщине стенки 3 мм и более. Этот способ сварки в 1,5—2 раза дешевле и производительнее газовой сварки. Ручную сварку применяют преимущественно на монтажной площадке в условиях, где использование механизированной сварки затруднительно.
Сущность способа заключается в следующем. Тепло, необходимое для разогрева кромок металла, получается при горении электрической дуги, образуемой между свариваемым металлом и металлическим электродом. Электрическая дуга оплавляет основной металл и расплавляет металлический стержень электрода (температура дуги достигает 3500°С и выше). Расплавленный металл заполняет зазор между кромками свариваемых деталей и при застывании соединяет их в одно целое. Для образования сварного шва электроду сообщается сложное движение— по направлению к детали, вдоль шва и поперек шва.
В зависимости от толщины стенки трубы сварку стыков выполняют в один или несколько слоев (проходов). Число слоев шва при ручной дуговой сварке зависит от толщины стенки трубы:
| Толщина стенки трубы, мм | ДоЗ | 4—5 | 6—9 | 10—12 | 13—15 |
| Число слоев шва | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
На рабочем месте сварщика (сварочный пост) должны находиться все необходимые принадлежности и инструменты (электрододержатель, ящик для хранения электродов, переносный металлический ящик для огарков, щитки и шлемы, молоток, зубило, металлическая щетка, а также комплект шаблонов и щупов). Сварщик должен иметь также гибкий, хорошо изолированный провод необходимой длины и требуемого сечения (сварочный кабель).
Щитки и шлемы служат для защиты глаз и кожи лица от вредного действия излучения сварочной дуги. Изготовляют их из фибры или специально обработанной фанеры; весят они не более 0,6 кг. Для наблюдения за дугой в лицевой части щитка и шлеме имеется прямоугольный вырез размером 120×60 мм для установки защитных стекол. Защитные стекла (светофильтры) не пропускают ультрафиолетовых и инфракрасных лучей. Снаружи светофильтр защищен от брызг расплавленного металла обычным прозрачным стеклом.
Основным инструментом электросварщика является электрододержатель, который должен удовлетворять следующим требованиям: весить не более 500 г; иметь надежную изоляцию от тока; обеспечивать возможность быстрого закрепления электрода под любым углом, не перегреваться при длительной эксплуатации.
Выпускаются различные типы электрододержателей: щипцовый, с пружинящими кольцами, вилочный. Наибольшее применение в последние годы получают электрододержатели щипцового типа.
При ручной электродуговой сварке трубопроводов очень важно правильно подобрать тип и марку электродов. Технологические свойства и прочностные характеристики электродов во многом определяют производительность сварки, а также герметичность, прочность и долговечность сварных соединений трубопроводов. Стальные электроды для дуговой сварки сталей разделяются на классы: для сварки углеродистых и легированных конструкционных сталей, легированных теплоустойчивых, высоколегированных и других сталей. Кроме того, электроды разделяются на типы: Э42, Э42А, Э46, Э50 и т. д. Цифра обозначает среднее значение временного сопротивления металла шва на разрыв в кгс/мм2. Каждому типу электродов соответствует одна или несколько марок, характеризуемых составом покрытия, маркой электродной проволоки, технологическим свойством (табл. 12).
| Таблица 12 | |||||
| Электроды металлические для электродуговой сварки труб | |||||
| Тип электрода | Марка электрода | Коэффициент наплавки, г/ct'H | Механичесские свойства | Род и полярность тока | |
| временное сопротивление кгс/мм2 | относительное удлинение, % | ||||
| Э42 | ВЦС-1 | 9,5-13,5 | 42 | 18 | Переменный и постоянный |
| Э42 | ОММ-5 | 8,5-9 | 44—50 | 18 | То же |
| Э46 | МР-3 | 7,25 | 46-57 | 22,1 | » |
| Э42А | УОНИ-13/45 | 9,8 | 43-45 | 28—32 | Постоянный, обратная полярность |
| Э42А | см-п | 9,5-10,5 | 46—53 | 25-34 | Переменный и постоянный, обратная полярность |
| Э42А | УП-1/45 | 9,9—10,3 | 43,5—46,2 | 28—33 | То же |
| Э46 | всп-з | 11,8 | 46—51 | 18—31 | » |
| Э50А | УОНИ-13/55 | 8 | 50—55 | 25-30 | Постоянный, обратная полярность |
| Э50А | ВСК-50 | 11 | 50 | 28 | Переменный и постоянный, обратная полярность |
| Э50А | УП-1/55 | 10 | 54—56 | 28 | То же |
| Э60А | УОНИ-13/65 | 8 | 60—65 | 20-25 | Постоянный, обратная полярность |
| Э70 | К-70 | 7,8 | 70 | 12 | То же |
| Э85 | УОНИ-13/85 | 9,8 | 85___ 90 | 15—20 | |
| Э85 | ЦЛ-18 | в!б5 | 85,9 | 13,3 | » |
| Э100 | ЦЛ-19 | 9 | 107,6 | 12,6 | » |
| 10—11 | |||||
| ЭА1 | УОНИ-13/НЖ | 60—70 | 35—50 | » | |
| ЭА1 | ЭНТУ-3* | — | 59-65 | 32-45 | » |
Примечания:
1. Для марок электродов, отмеченных звездочкой, механические свойства указаны после термообработки.
2. Указанные типы электродов обеспечивают сварку в любом пространственном положении.
Указанные в таблице электроды Э42, Э46 и Э42А предназначены для сварки малоуглеродистых и низколегированных сталей, Э50А — для сварки среднеуглеродистых и низколегированных сталей, электроды, Э60А, Э70, Э85 и Э100 — для сварки легированных сталей повышенной прочности,-ЭА1—для сварки высоколегированных теплоустойчивых сталей.
Покрытия электродов очень гигроскопичны, т. е. способны увлажняться в процессе их хранения и транспортирования. Поэтому перед производством сварочных работ их рекомендуется высушить. Для этого электроды помещают на 1—2 ч в специальные переносные сушильные печи, где температура достигает 150—300° С.
Одной из важных характеристик электродов, в значительной степени определяющей производительность сварки, является коэффициент наплавки αН Коэффициент наплавки определяют по формуле:
где: qН— вес наплавленного электродного металла, г;
I — сварочный ток, а;
t — время, ч.
Коэффициент наплавки характеризует удельную производительность сварки. Чем больше величина αН, тем больше производительность сварки.
1. В чем преимущества ручной электродуговой сварки перед газовой?
2. В чем сущность ручной электродуговой сварки?
3. Когда применяют многослойную сварку?
4. Какие основные инструменты и приспособления применяют при ручной электродуговой сварке?
5. Назовите основные типы или классы электродов. Как их обозначают и как расшифровывают эти обозначения?
6. Какие основные марки электродов применяют для сварки трубопроводов из углеродистой стали?
7. Какие основные марки электродов используют для сварки легированных сталей?
4. Что такое коэффициенты наплавки?
Все материалы раздела «Сварка труб» :
● Способы сварки трубопроводов и виды сварных соединений
● Подготовка труб под сварку
● Технология газовой сварки и резки
● Кислородно-флюсовая и дуговая резка
● Технология ручной электродуговой сварки, электроды
● Источники питания сварочной дуги
● Автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом
● Автоматическая и полуавтоматическая сварка в защитных газах
● Сварка трубопроводов из легированной стали
● Сварка трубопроводов высокого давления, термообработка сварных соединений
● Сварка трубопроводов из алюминия и его сплавов, из меди и ее сплавов
● Пайка трубопроводов, дефекты сварных швов
● Контроль качества сварных швов
● Виды сварки и применяемое оборудование
● Сварка и склеивание винипластовых труб
● Сварка полиэтиленовых трубопроводов
● Правила техники безопасности при резке и сварке трубопроводов
shkval-antikor.ru
Электродуговая сварка: видео обучение
Для соединения металлических конструкций часто используется термическое воздействие на их отдельные части. Ручная и автоматическая электродуговая сварка является одним из самых популярных подобных видов работ.
Виды
Электродуговая металлическая сварка (ГОСТ 5264-80) – это процесс соединения металлов, во время которого температура электрической дуги может достигать 7000 градусов. Это уникальный вид соединения отдельных частей конструкций, т. к. таким способом можно сварить любые известные металлы. После застывания на месте сцепления образовывается сварной шов. Используется для ремонта кузова автомобиля, газовых, водяных и прочих труб, при производственных работах и т. д.
Фото – принцип электродугиЭлектрическая дуга расплавляет металл и металлические электроды, после чего жидкость, образовавшаяся посредством температурного воздействия, заполняет зазор между двумя заготовками.
Фото – газовая горелкаВиды дуговой электрической сварки:
- Ручная;
- Полуавтоматическая;
- Автоматическая.
Главное различие между процесса заключается в принципе проведения работ. При ручной все действия по соединению металлов осуществляются своими руками, при автоматической – соответственно, исключительно сварочным аппаратом. Полуавтоматический процесс является комбинированным. Здесь для сварки металлов используются электроды.
Фото – шовТакже в зависимости от используемого тока, процесс электродуговой сварки может осуществляться:
- Переменным;
- Постоянным. В свою очередь, такая технологическая сварка бывает прямой полярности (минусовыми электродами) и обратной (плюсовыми).
В зависимости от необходимого тока, может использоваться разное оборудование и способы соединения. Также у сварщиков, зависимо от типа технологической обработки, используются различные электроды: плавящиеся и неплавящиеся. Плавящиеся могут использоваться в любой среде. Они работают за счет образования дуги между металлом и электродом. В зависимости от длины соединяемых деталей, по мере сварки электрод подается на места стыков. Применяются для углеродистой стали, соединения алюминия, меди и т. д.
Фото – открытая дугаДля небольших и тонких соединений используются неплавящиеся. Они часто применяются для сварки трубопроводов, тугоплавких металлов и другого. С такими целями применяются вольфрамовые электроды, графитовые и угольные.
Также электродуговая сварка классифицируется по типу защиты:
- В среде защитных газов (ГОСТ 14771-76). Это аргонная и углекислая;
- В среде шлаков. Это процесс термического воздействия на металлические соединения под флюсом или толстопокрытыми электродами. Процесс пользуется популярностью при пайке различных труб большого диаметра;
- С комбинированной защитой. Процесс пайки, в котором режимы производятся в газовой среде с толстопокрытыми флюсами.
Фото – электродыТехнология электродуговой сварки имеет свои достоинства и недостатки. Преимущества процесса:
- Доступность сварочного оборудования и дополнительных элементов (флюса, электродов). Купить инверторы можно в любом электротехническом магазине. Средняя цена – от 30 долларов за ручной инвертор и от 80 за полуавтоматический;
- Зона термического воздействия имеет очень малое влияние на несвариваемые участки металлов. Это крайне важно для соединения труб и тонких прокатных металлических листов.
Методы электродуговой сварки имеют и некоторые недостатки:
- Необходимо применение специального оборудования. Электродуговая сварка проводится только специальными инверторами и электродами;
- Для сварки нержавейки (легированной стали), алюминия, меди и других плавких металлов обязательно требуется зачистка соединяемых элементов. Кромки подготавливаются перед процессом термической обработки и после его окончания (только при условии полного остывания металла).
Фото – соединение трубВидео: обучение дуговой сварке
Как проводится
Чтобы правильно сваривать металл электродуговой сваркой, необходимо строго следовать инструкции. Только при этом условии сварной шов будет достаточно прочным и аккуратным.
Пошаговая инструкция:
- Кромки заготовок зачищаются и обезжириваются, при необходимости производится их резка. К ним приставляется раскаленный электрод. Торец электрода разделяет определенный участок поверхности свариваемой детали на ионы и электроны. В этом пространстве и возникает дуговой разряд;
Фото – зачистка - Для того чтобы процесс сваривания происходил быстрее и результат был надежнее, на поверхность сварной арматуры (электродов) наносятся различные вещества. Это может быть кальций, калий, натрий. Они ускоряют процесс разделения металла на частицы;
- По типу сварки она может производиться открытой дугой (плавлением незащищенным потоком направленных частиц) и закрытой. В открытом положении купли металла насыщаются азотом, что негативно сказывается на качествах шва. Чтобы снизить это влияние электроды покрываются слоем металла. Для производства более выгодно использовать закрытый метод, в котором место сваривания защищено от воздействия кислорода;
Фото – необходимые инструменты - Когда все подготовительные процессы завершены, нужно установить электрод в инвертор и несколько раз провести концом прута по торцам свариваемых деталей – это зажжет дугу. Аппараты подбираются по типу проводимых работ и в зависимости от особенностей и свойств металлов. После включения сварочного устройства нужно установить ток на нужном уровне, и пока система разогревается, надеть средства безопасности;
Фото – защита - У разных аппаратов есть различные режимы для сварки, но любые современные устройства изготовлены таким образом, что не дают электродам залипать. Поэтому стараться держать прут на определенном уровне от поверхности нет необходимости;
- Схема сварки: опереть электрод на поверхность свариваемых деталей и аккуратно медленно вести по зазору. Ванная заполнится жидким металлом, который при застывании образует прочное соединение. Чтобы максимально точно рассчитать мощность, ток и продолжительность воздействия дуги, необходимо воспользоваться операционной картой технологического процесса;
- Вертикальные швы свариваются короткой дугой. Угол соприкосновения электрода и свариваемой поверхности должен быть прямым, допускается отклонение на 10 градусов. Во избежание наплавления металла в одной точке может использоваться техника елочки, треугольника или многослойное прохождение тонкой дугой. Каждая методика имеет свои особенности, поэтому подбирается нужный способ в зависимости от потребностей и уровня подготовки.
Фото – вертикальная электродуговая сваркаПосле того как ремонт окончен, нужно зафиксировать пластины в определенном положении до полного застывания ванной и шва.
www.asutpp.ru
