Тема 4. Техника и технология ручной дуговой сварки покрытыми электродам (2). Технология ручной дуговой сварки покрытыми электродами
зажигание дуги и траектория электрода
Ручная дуговая сварка — это универсальная технология, которая применяется уже очень давно. Осуществляется ручная дуговая сварка покрытым специальным составом металлическим электродом. Для сварки труб и других деталей методом дуговой сварки используется различное оборудование:
- трансформаторы;
- генераторы;
- выпрямители.
Схема ручной дуговой сварки металлическим электродом.
Основы ручной дуговой сварки
Для осуществления сварки между поверхностью изделия и электродом зажигается сварочная дуга. Она образуется благодаря подаче постоянного или переменного тока.
Схема автоматической сварки под флюсом.
Различают сварку на прямой и обратной полярности. Это определяется тем, какой полюс подается на изделие: положительный или отрицательный. В процессе сварки под действием тока происходит плавление металла свариваемых деталей, металлического стержня электрода и его покрытие из шлака. Расплавленные материалы находятся в сварочной ванне, где приходит их смешивание. При застывании электродный металл, перемешанный с основным, застывает и образует сварочный шов, на поверхность которого выступает шлак.
Техника зажигания дуги
Зажигание дуги происходит после короткого прикосновения кончика электрода к поверхности свариваемого изделия. Происходит короткое замыкание. Под воздействием образованного тока и торцевого сопротивления происходит очень быстрый нагрев металла. Из-за его высокой температуры при отрыве края от свариваемой поверхности газовое пространство между ними ионизируется, результатом чего и становится газовая дуга.
Процесс сварки.
Оптимальное расстояние между электродом и металлом для зажигания дуги — 4-5 мм. Если отвести край электродного на большее расстояние, то зажигания не произойдет. Добиться зажигания можно одним из двух способов:
- прямым отрывом электрода;
- скольжением края электродного стержня.
Дугу нужно вести так, чтобы получился шов с требуемой глубиной проплавления. Для этого требуется соблюдать постоянную длину дуги и правильно перемещать электрод.
Как двигать электрод?
От соблюдения правил перемещения электрода по свариваемой поверхности зависит конечное качество работы.
Перемещать его можно несколькими способами:
- Поступательно. В этом случае направление движения совпадает с осью стержня. Данный метод перемещения способствует сохранению длины дуги. Если ее длина будет слишком малой, то сформировать качественный шов будет практически невозможно. Если же она будет слишком большой, то уменьшится глубина провара, электродный металл начнет разбрызгиваться, а эстетические и механические характеристик шва будут существенно снижены. В шве могут образоваться поры.
- Движение вдоль оси валика. В этом случае оптимальная скорость перемещения определяется силой тока, диаметром и металлом электрода и необходимым видом шва. Этим способом сваривают тонкие изделия, например, трубы, причем без совершения поперечных движений.
- Поперечное. Данная траектория позволяет добиться нужной глубины проплавления и ширины шва. При этом край электрода колеблется в обе стороны от шва.
Ручная дуговая сварка широко применяется в промышленности и быту. Этот метод известен и популярен уже очень давно. Сварить детали этим способом можно на базе разного сварочного оборудования. Метод универсален, так как работать можно практически в любом положении, его очень часто применяют в тех случаях, когда варить нужно в труднодоступном месте. Однако из-за низкой производительности и повышенной вредности условий труда при возможности ручную дуговую сварку заменяют более современными методами.
Технология ручной дуговой сварки покрытыми электродами
Механика 
Технология ручной дуговой сварки покрытыми электродами
просмотров - 255
Ручную электродуговую сварку применяют для труб всех диаметров. Но при сварке труб больших диаметров производительность ручной электродуговой сварки резко снижается.
Для повышения производительности и качества сварных стыков труб больших диаметров на практике часто используют комбинированные варианты сварки. К примеру, корневой слой шва выполняют ручной электродуговой сваркой, а последующие — либо полуавтоматической сваркой порошковой проволокой, либо автоматической сваркой под флюсом на трубосварочных базах, либо автоматической сваркой в* среде защитных газов.
При сварке стыков труб используют следующие технологические варианты ручной дуговой сварки:
· корневой слой шва и "горячий" проход выполняют электродами с целлюлозным видом покрытия, последующие слои — электродами с основным видом покрытия;
· все слои шва — электродами с целлюлозным видом покрытия;
· все слои шва — электродами с основным видом покрытия.
Применение электродов с целлюлозным видом покрытия для сварки корневого шва позволяет увеличить темпы сварки, производительность и качество работ.
Зажигание дуги при ручной электродуговой сварке производят мгновенным прикосновением рабочего торца электрода к свариваемой кромке. Для облегчения зажигания рабочий торец электрода должен быть зачищен от покрытия путем снятия равномерной фаски и покрыт специальной графитсодержащей пастой для возбуждения дуги, которая практически на порядок снижает удельное электросопротивление рабочего торца. Вследствие протекания тока короткого замыкания и наличия определенного контактного сопротивления рабочий торец электрода быстро нагревается до весьма высоких температур, в результате происходит ионизация дугового промежутка и устанавливается дуговой разряд. Стоит сказать, что для надежного зажигания дуги электросварщик резким движением должен отвести электрод от кромки трубы на расстояние 4 — 5 мм, но не более — иначе дуга не возникает. Обычно дугу зажигают либо отрывом рабочего конца после короткого замыкания резко вверх (зажигание "впритык"), либо плавным движением торца по дуге в сторону с повторным кратковременным касанием кромок (зажигание "спичкой") (рис. 77).
В последнем случае техника сварки должна быть отработана таким образом, чтобы не возбудить в точке повторного касания "паразитную" дугу. На практике используют оба способа, однако для электродов с целлюлозным видом покрытия чаще прибегают к зажиганию "впритык"
Сварка традиционными электродами с основным видом покрытия наиболее сложна (по сравнению с другими электродами), поскольку траектория движения торца электрода является результирующей различных сочетаний продольно-поперечных перемещений. Важно заметить, что для сварки корневого слоя шва обычно используют электроды диаметром от 2,5 (тонкостенные трубы) до 3,25 мм (сравнительно толстостенные трубы). Важно заметить, что для сварки заполняющих слоев шва обычно используют электроды диаметром 3 и 3,25 мм (тонкостенные трубы) и 4 мм (толстостенные трубы). В нижних положениях (10— 12ч и 2— 12 ч) можно использовать электроды диаметром 5 мм.
Оптимальную силу сварочного тока можно выбрать по формуле
ICB = Adэл, (1)
гдеICB — сварочный ток, A; dэл—диаметр электродного стержня, мм; А — эмпирический коэффициент, А/мм:
| dэл, мм | 2,5-2,6 | 2-3,25 | ||
| А, А/мм | 25-30 | 30-35 | 40-45 | 50-55 |
Исходное положение электрода — перпендикулярно к касательной окружности в точке возбуждения дуги. При этом положении, универсальном для всех пространственных положений, обеспечивается максимально возможное проплавление корня шва. При крайне важности уменьшить степень проплавления (велик зазор, отсутствует притупление кромок) электрод наклоняют: в вертикальном и потолочном положениях — примерно до 70 °, в нижнем положении — до 50 — 60 °. Сварку корневого слоя шва обычно осуществляют без поперечных колебаний способом снизу вверх путем резких продольных колебаний с амплитудой 20 — 40 мм в зависимости от пространственного положения сварки (максимальная амплитуда соответствует вертикальному положению). По мере заполнения разделки возрастает амплитуда поперечных колебаний, а продольных, наоборот, уменьшается.
Траектория торца электродов во многом определяется профессиональными навыками сварщика, но при сварке корневого и первого (первых) заполняющего слоя шва обычно соответствует вариантам 1 (зигзагом), 2 (полумесяцем вперед) и 3 (полумесяцем назад), представленным на рис. 78; при сварке завершающих заполняющих и облицовочного слоя шва траектория обычно соответствует вариантам, показанным рис. 79. В случае если возникает крайне важность увеличить тепловложения по кромкам, с целью предотвратить несплавления по кромкам при сварке первых заполняющих слоев, также используют петлеобразные варианты траектории
Вариант 1 по рис. 78 (зигзагообразные колебательные движения конца электрода) применяют для получения наплавочных валиков при сварке встык без скоса кромок в нижнем положении и если нет вероятности прожечь металл.
Вариант 2 (полумесяцем вперед) используется для стыковых швов со скосом кромок и для угловых швов с катетом менее 6 мм, выполняемых в любом положении электродами диаметром 4 мм.
Вариант 3 (полумесяцем назад) используют для сварки в нижнем положении, а также для вертикальных и потолочных швов с выпуклой наружной поверхностью.
Петлеобразные колебательные движения конца электрода (см. рис. 79) используют для усиленного прогревания кромок шва, особенно при сварке высоколегированных сталей. Электрод задерживают на краях, чтобы не было прожога в центре шва или вытекания металла при сварке вертикальных швов
| dэл.,мм | 2,5-2,6 | 3,0-3,25 | ||
| Lmax, мм | 1,2-1,4 | 1,5-1,6 | 1,8-2,2 | 2,5-2,6 |
Контрольные вопросы:
1. Какие способы зажигания дуги вы знаете?
2. Какие диаметры электродов рекомендованы для сварки корневого шва?
3. Как определить оптимальную силу сварочного тока?
4. Какие траектории движения электрода вы знаете?
5. Как сварщик выбирает траекторию движения электрода?
6. От чего зависит длина дуги?
Контрольное задание:
1. Вам как сварщику крайне важно рассчитать оптимальную силу сварочного тока и длину дуги при использовании электрода диаметром 4мм.
Читайте также
Ручную электродуговую сварку применяют для труб всех диаметров. Но при сварке труб больших диаметров производительность ручной электродуговой сварки резко снижается. Для повышения производительности и качества сварных стыков труб больших диаметров на практике часто... [читать подробенее]
oplib.ru
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 30-60d, 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.
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.
www.svartex.ru
Технология ручной дуговой сварки покрытыми электродами
Механика Технология ручной дуговой сварки покрытыми электродами
просмотров - 256
Ручную электродуговую сварку применяют для труб всех диаметров. Но при сварке труб больших диаметров производительность ручной электродуговой сварки резко снижается.
Для повышения производительности и качества сварных стыков труб больших диаметров на практике часто используют комбинированные варианты сварки. К примеру, корневой слой шва выполняют ручной электродуговой сваркой, а последующие — либо полуавтоматической сваркой порошковой проволокой, либо автоматической сваркой под флюсом на трубосварочных базах, либо автоматической сваркой в* среде защитных газов.
При сварке стыков труб используют следующие технологические варианты ручной дуговой сварки:
· корневой слой шва и "горячий" проход выполняют электродами с целлюлозным видом покрытия, последующие слои — электродами с основным видом покрытия;
· все слои шва — электродами с целлюлозным видом покрытия;
· все слои шва — электродами с основным видом покрытия.
Применение электродов с целлюлозным видом покрытия для сварки корневого шва позволяет увеличить темпы сварки, производительность и качество работ.
Зажигание дуги при ручной электродуговой сварке производят мгновенным прикосновением рабочего торца электрода к свариваемой кромке. Для облегчения зажигания рабочий торец электрода должен быть зачищен от покрытия путем снятия равномерной фаски и покрыт специальной графитсодержащей пастой для возбуждения дуги, которая практически на порядок снижает удельное электросопротивление рабочего торца. Вследствие протекания тока короткого замыкания и наличия определенного контактного сопротивления рабочий торец электрода быстро нагревается до весьма высоких температур, в результате происходит ионизация дугового промежутка и устанавливается дуговой разряд. Стоит сказать, что для надежного зажигания дуги электросварщик резким движением должен отвести электрод от кромки трубы на расстояние 4 — 5 мм, но не более — иначе дуга не возникает. Обычно дугу зажигают либо отрывом рабочего конца после короткого замыкания резко вверх (зажигание "впритык"), либо плавным движением торца по дуге в сторону с повторным кратковременным касанием кромок (зажигание "спичкой") (рис. 77).
В последнем случае техника сварки должна быть отработана таким образом, чтобы не возбудить в точке повторного касания "паразитную" дугу. На практике используют оба способа, однако для электродов с целлюлозным видом покрытия чаще прибегают к зажиганию "впритык"
Сварка традиционными электродами с основным видом покрытия наиболее сложна (по сравнению с другими электродами), поскольку траектория движения торца электрода является результирующей различных сочетаний продольно-поперечных перемещений. Важно заметить, что для сварки корневого слоя шва обычно используют электроды диаметром от 2,5 (тонкостенные трубы) до 3,25 мм (сравнительно толстостенные трубы). Важно заметить, что для сварки заполняющих слоев шва обычно используют электроды диаметром 3 и 3,25 мм (тонкостенные трубы) и 4 мм (толстостенные трубы). В нижних положениях (10— 12ч и 2— 12 ч) можно использовать электроды диаметром 5 мм.
Оптимальную силу сварочного тока можно выбрать по формуле
ICB = Adэл, (1)
гдеICB — сварочный ток, A; dэл—диаметр электродного стержня, мм; А — эмпирический коэффициент, А/мм:
| dэл, мм | 2,5-2,6 | 2-3,25 | ||
| А, А/мм | 25-30 | 30-35 | 40-45 | 50-55 |
Исходное положение электрода — перпендикулярно к касательной окружности в точке возбуждения дуги. При этом положении, универсальном для всех пространственных положений, обеспечивается максимально возможное проплавление корня шва. При крайне важности уменьшить степень проплавления (велик зазор, отсутствует притупление кромок) электрод наклоняют: в вертикальном и потолочном положениях — примерно до 70 °, в нижнем положении — до 50 — 60 °. Сварку корневого слоя шва обычно осуществляют без поперечных колебаний способом снизу вверх путем резких продольных колебаний с амплитудой 20 — 40 мм в зависимости от пространственного положения сварки (максимальная амплитуда соответствует вертикальному положению). По мере заполнения разделки возрастает амплитуда поперечных колебаний, а продольных, наоборот, уменьшается.
Траектория торца электродов во многом определяется профессиональными навыками сварщика, но при сварке корневого и первого (первых) заполняющего слоя шва обычно соответствует вариантам 1 (зигзагом), 2 (полумесяцем вперед) и 3 (полумесяцем назад), представленным на рис. 78; при сварке завершающих заполняющих и облицовочного слоя шва траектория обычно соответствует вариантам, показанным рис. 79. В случае если возникает крайне важность увеличить тепловложения по кромкам, с целью предотвратить несплавления по кромкам при сварке первых заполняющих слоев, также используют петлеобразные варианты траектории
Вариант 1 по рис. 78 (зигзагообразные колебательные движения конца электрода) применяют для получения наплавочных валиков при сварке встык без скоса кромок в нижнем положении и если нет вероятности прожечь металл.
Вариант 2 (полумесяцем вперед) используется для стыковых швов со скосом кромок и для угловых швов с катетом менее 6 мм, выполняемых в любом положении электродами диаметром 4 мм.
Вариант 3 (полумесяцем назад) используют для сварки в нижнем положении, а также для вертикальных и потолочных швов с выпуклой наружной поверхностью.
Петлеобразные колебательные движения конца электрода (см. рис. 79) используют для усиленного прогревания кромок шва, особенно при сварке высоколегированных сталей. Электрод задерживают на краях, чтобы не было прожога в центре шва или вытекания металла при сварке вертикальных швов
| dэл.,мм | 2,5-2,6 | 3,0-3,25 | ||
| Lmax, мм | 1,2-1,4 | 1,5-1,6 | 1,8-2,2 | 2,5-2,6 |
Контрольные вопросы:
1. Какие способы зажигания дуги вы знаете?
2. Какие диаметры электродов рекомендованы для сварки корневого шва?
3. Как определить оптимальную силу сварочного тока?
4. Какие траектории движения электрода вы знаете?
5. Как сварщик выбирает траекторию движения электрода?
6. От чего зависит длина дуги?
Контрольное задание:
1. Вам как сварщику крайне важно рассчитать оптимальную силу сварочного тока и длину дуги при использовании электрода диаметром 4мм.
Читайте также
Ручную электродуговую сварку применяют для труб всех диаметров. Но при сварке труб больших диаметров производительность ручной электродуговой сварки резко снижается. Для повышения производительности и качества сварных стыков труб больших диаметров на практике часто... [читать подробенее]
oplib.ru
II .Технология ручного дугового сваривания покрытыми электродами.
I .Вступление. Развитие сварочного производства, новые технологии.
Во второй половине ХХ в. произошел переход от машинно-технической революции к научно-технической, которая характеризуется широким использованием наукоемких технологий. В начале третьего тысячелетия сварка является одним из ведущих технологических процессов создания материальной основы современной цивилизации.
Более половины валового национального продукта промышленно развитых стран создается с помощью сварки и родственных технологий. До 2/3 мирового потребления стального проката идет на производство сварных конструкций и сооружений. Во многих случаях сварка является единственно возможным или наиболее эффективным способом создания неразъемных соединений конструкционных материалов и получения ресурсосберегающих заготовок, максимально приближенных по геометрии к оптимальной форме готовой детали или конструкции. Непрерывный рост наукоемкости сварочного производства способствует повышению качества продукции, ее эффективности и конкурентоспособности.
Сегодня сварка применяется для неразъемного соединения широчайшей гаммы металлических, неметаллических и композиционных конструкционных материалов в условиях земной атмосферы, Мирового океана и космоса. Несмотря на непрерывно увеличивающееся применение в сварных конструкциях и изделиях легких сплавов, полимерных материалов и композитов, основным конструкционным материалом остается сталь. Именно поэтому мировой рынок сварочной техники и услуг возрастает пропорционально росту мирового потребления стали. К началу ХХI в. он оценивается примерно в 40 млрд. долларов, из которых около 70 % приходится на сварочные материалы и около 30 % – на сварочное оборудование.
Отмеченные особенности определяют общую положительную тенденцию роста мирового производства сварных конструкций, динамичного развития мирового и регионального рынков сварочной техники и материалов, а также объемов научных исследований и разработок по совершенствованию сварки и родственных технологий.
Основываясь на анализе, проведенном академиком Б.Е. Патоном, выделим основные направления развития сварки и родственных технологий в ХХI в. Сначала несколько слов об общих тенденциях применительно к нашей стране.
Дуговая и контактная сварка останутся по-прежнему доминирующими способами соединения металлов. Предполагается, что доля ручной дуговой сварки покрытыми электродами к 2010 г. составит 20 – 25 % от общего объема сварки.
Доля механизированных и автоматических способов сварки в защитных газах, заменяющих ручную дуговую, составит в будущем 50 – 55 % общего ее объема.
Развитие сварки под флюсом, доля которой к 2010 г. составит ~ 17 % в общем ее объеме, связано с созданием более совершенного оборудования. Учитывая мировые тенденции расширения области применения прогрессивных ресурсосберегающих технологий можно предположить, что доля лазерной технологии в сварочном производстве в предстоящее десятилетие существенно увеличится и достигнет 6 – 8 % общего объема сварочных работ.
Такие способы сварки, как электронно-лучевая, диффузионная и высокочастотная, занимают важное место в общих технологических процессах обработки металлов и будут развиваться в зависимости от нужд и запросов промышленности.
Технологии. Сварка и родственные технологии продолжают активно и всесторонне развиваться как вглубь, так и вширь. Создаются теоретические и технологические предпосылки изготовления новых изделий в традиционных областях сварочного производства, а также освоения все более широких сфер применения, которые раньше считались «экзотическими». Отметим ряд достижений в области совершенствования существующих технологических сварочных процессов, которые могут быть развиты в ХХI в.
Для соединения деталей больших толщин разработан новый процесс электродуговой сварки с использованием специального закладного электрода, предварительно введенного в узкий зазор между свариваемыми деталями и покрытого тонким слоем (около 1 мм) изолирующего покрытия. Сварку выполняют в вертикальном положении за один проход. При этом не требуется устройств, обеспечивающих перемещение электрической дуги. Последняя движется самостоятельно по торцу плоского электрода в пределах всей ширины зазора, обеспечивая необходимое проплавление кромок.
Сварка закладным электродом выполняется в автоматическом режиме. По сравнению с другими видами сварки толстого металла она имеет следующие преимущества: возможность сварки в монтажных условиях и труднодоступных местах с обеспечением высокой производительности. Большие возможности в совершенствовании сварки в защитных газах открывает применение тонкой проволоки диаметром 0,6 – 1,6 мм. Одним из перспективных направлений развития сварки является активация процессов в сварочной ванне и дуге, горящей в инертных газах, введением микродоз редкоземельных химических элементов и их соединений.
Исследования показали, что глубина проплавления при этом возрастает в 2-4 раза, т.е. активация создает предпосылки для осуществления сварки в инертных газах на пониженных погонных энергиях. Использование смесей газов при пониженном напряжении дуги обеспечивает уменьшение разбрызгивания металла электродной проволоки, повышение производительности процесса и улучшение формирование шва.
Увеличение толщины свариваемых металлов и тенденции к повышению скорости сварки приводят к необходимости исследования технологии и режимов сварки в углекислом газе в узкую щелевую разделку, а также под флюсом составным электродом. В ходе выполненных в Институте электросварки им. Е.О. Патона исследований установлено, что скорость электрошлаковой сварки можно увеличить в 4-5 раз и тем самым уменьшить перегрев металла. При этом отпадает необходимость в проведении последующей термической обработки изделий для получения комплекса эксплуатационных характеристик. Эффект достигается благодаря интенсификации гидродинамических явлений, происходящих в сварочной ванне.
Есть все основания предполагать, что в ближайшие годы электрошлаковая сварка в новом варианте займет достойное место в производстве толстостенных изделий. Несомненно, будут модернизированы существующие и разработаны новые виды сварки в твердой фазе, основанные на нагреве и иных способах активации соединяемых поверхностей. Соответственно подлежат разрешению сложные проблемы неразрушающего контроля соединений, полученных в твердой фазе, а также диагностика таких соединений непосредственно в процессе сварки по косвенным признакам, фиксируемым автоматически. В последние годы сформировалось новое направление в создании наукоемких технологий – гибридные способы сварки.
Данные способы являются комбинацией лазерного пучка и плазменного или дугового процесса в одной общей зоне сварки. Совместное воздействие на металл двух источников тепла позволяет существенно повысить эффективность использования каждого из них. За счет этого достигается глубокое проплавление и хорошее качество формирования сварного шва. Перспективным направлением использования плазменной обработки представляется развитие комбинированных процессов, сочетающих плазменный нагрев с дополнительными операциями, например вырезка по контуру, совмещенная со штамповкой; применение роботов со сменным плазменным и дуговым инструментом; напыление в динамическом вакууме; нанесение покрытий и слоев с различными составами и свойствами. Не утратит в будущем своего огромного значения ремонтная сварка.
Между тем технология ремонтной сварки развивается слабо. Нужно совершенствовать технику и средства подготовки изделий к ремонту, создавать специализированное сварочное оборудование, в том числе и механизированное, новые сварочные материалы, обеспечивающие получение соединений высокого качества в сложных условиях, создавать технологию ремонта без предварительного нагрева изделий и решать множество других технологических задач. Дальнейшее развитие должны получить методы нанесения покрытий: наплавка и напыление. Здесь существует очень большое поле для деятельности главным образом в материаловедческом плане, а также в поиске наиболее эффективных технологий получения в наплавленном слое интерметаллидных и других особо твердых включений в прочной и пластичной матрице.
Дальнейшее совершенствование технологии наплавки в первую очередь необходимо для ремонта множества деталей машин и механизмов, подвергающихся абразивному износу. Также должно произойти расширение сферы применения изготовительной наплавки. Она позволяет многократно увеличивать срок службы быстроизнашивающихся и тяжелонагруженных деталей, избавляет промышленность от производства большого количества запасных частей, повышает надежность и работоспособность машин и механизмов. В будущем хорошие перспективы имеют способы наплавки, обеспечивающие минимальное проплавление основного металла: электрошлаковая, плазменно-порошковая, лазерная и микроплазменная.
Должна совершенствоваться технология наплавки рабочих поверхностей восстанавливаемых узлов, эксплуатируемых в различных агрессивных средах. В последние годы успешно прогрессирует технология нанесения покрытий напылением с использованием газового пламени, плазмы, детонации, а также на основе электронно-лучевого испарения и конденсации материалов в вакууме. Напыление удачно дополняет наплавку и конкурирует с ней в отдельных областях. Особое значение приобретают технологии пайки и склеивания.
Дальнейшие разработки в области склеивания должны решить проблемы повышения прочности, надежности и долговечности клеевых и клеесварных соединений при различных условиях эксплуатации. Разработки в области пайки будут направлены на создание новых технологий, в которых применяются материалы (флюсы и припои), позволяющие получить высокую прочность соединений, близкую к прочности основного материала.
Исследования. Конечным продуктом сварочного производства являются сварные конструкции. Создание надежных и долговечных конструкций, работающих в различных условиях эксплуатации, остается важнейшей научно-технической проблемой. Исторически сложилось так, что большое количество эксплуатирующихся в настоящее время ответственных сварных конструкций приближается к своему критическому возрасту или уже отработало нормативный срок. По оценкам специалистов, исчерпание ресурса оборудования и машин в странах СНГ превышает 50 %. П
оэтому весьма актуально развитие научно-технических подходов к достоверной оценке остаточного ресурса эксплуатируемых сварных конструкций машин и оборудования и его гарантированному продлению. Такие подходы должны базироваться на комплексном анализе всех стадий жизненного цикла конструкций. Не исключено, что в будущем, благодаря успехам в различных областях физики, будут созданы новые средства нагрева металла, пригодные для сварки плавлением. В частности, был бы целесообразным поиск средств нагрева, в которых поверхностное выделение энергии сочеталось бы с объемным. Несомненно, и далее будут продолжаться поиски более совершенных способов и средств защиты расплавленного металла от влияния окружающей среды для использования их при рафинировании и легировании металла шва, а также формирования соединения.
Все это требует развития теоретических основ нестационарного взаимодействия жидкого металла с окружающей средой. Необходимо развивать представления о процессе образования сварного соединения, изучать гидродинамику ванны с учетом множества внешних внутренних факторов.
Очевидно, что в ближайшем будущем одной из основных задач в области теории сварочных процессов будет доведение и взаимная увязка математических моделей, описывающих многообразие явлений, до той степени совершенства, при которой проведение эксперимента с металлом станет не правилом, а особым исключением. Увеличение номенклатуры материалов, областей их применения, повышение требований к прочности и долговечности соединений требует существенного углубления знаний в этой сфере и углубления исследований, в том числе дальнейшего совершенствования подходов к конструированию узлов и соединений, к учету особенностей их работы при различных условиях нагружения.
Развитие вычислительной техники и удорожание экспериментальных исследований значительно повысили интерес к компьютеризации инженерной деятельности в различных отраслях производства, в том числе в области сварки и родственных технологий (наплавка, пайка, нанесение покрытий, спецэлектрометаллургия). Проводимые работы по этой проблеме в настоящее время можно условно разделить на пять направлений компьютеризации (рис.17):
- научные исследования;
- проектирование сварных соединений и узлов;
- проектирование технологий;
- управление технологическими процессами;
- контроль сварных конструкций во время эксплуатации.
Рис. 17. Основные направления компьютеризации инженерной деятельности в сварке и родственных технологиях
Основу каждого направления составляет информационное обеспечение, поэтому компьютеризации информационных потоков путем создания соответствующих библиографических и фактографических банков и баз данных и знаний уделяют и будут уделять большое внимание во всех крупных сварочных центрах мира.
1.Оборудование поста электродугового сваривания.
1) Источник сварочного тока и его характеристика.
Источник сварочного тока преобразует высокое сетевое напряжение в существенно более низкое сварочное напряжение и обеспечивает требуемые для сварки высокие значения силы тока, которые отсутствуют в сети. Кроме того, он способен поддерживать и регулировать необходимые значения тока. Для сварки может использоваться как переменный, так и постоянный ток.
Источники постоянного тока имеют универсальное применение, поскольку не все типы стержневых электродов пригодны для сварки синусообразным переменным током – см. также раздел Род сварочного тока. Источники сарочного тока для ручной сварки стержневыми электродами имеют одну падающую статическую характеристику, а именно - на большинстве стандартных источников тока в основном равномерно снижающуюся или (на электронных источниках тока в рабочей области) вертикально падающую (Рис. 11).
Рис. 11 Характеристики для ручной сварки стержневыми электродами
Таким образом, гарантируется, что при изменении длины дуги, неизбежной при ручной сварке стержневыми электродами, важнейший для качества сварного соединения параметр, сила тока, изменяется незначительно или совсем не изменяется.
2) Инструменты и приборы сварщика.
Рабочее место сварщика должно быть укомплектовано с учетом характера работы необходимым инструментом , материалами и принадлежностями.
В комплект сварщика входят: электрододержатели , щитки ( ГОСТ 12.4.035-78 ) ручной массой не более 0,48 кг и наголовные массой не более 0,5 кг , защитные стекла ( светофильтры ) , металлические щетки , молоток , шлакоотделитель , зубило , шаблоны для контроля сварных швов , стальное клеймо , стальная линейка , отвес . Кроме того , в зависимости от режима и способа сварки , сварочный пост должен быть обеспечен сварочными проводами , кабелями и флюсами необходимых марок и видов.
2.Выбор и характеристика электродов.
1) Типы и марки электродов.
Электроды для ручной дуговой сварки конструкционных сталей
Электроды для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву до 50 кгс/мм2
Типы по ГОСТ 9467-75: Э38, Э42, Э46 и Э50.
Марки электродов:
МР-3
АНО-4
АНО-6
АНО-21
АНГ-1 ОМА-2
ВСЦ-4М
Электроды для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву до 50 кгс/мм2 с повышенными требованиями к металлу шва
Типы по ГОСТ 9467-75: Э42А, Э46А и Э50А.
Марки электродов:УОНИ-13/45
УОНИ-13/55
АНО-Д
ОЗС/ВНИИСТ-26
МТГ-01К АНО-11
АНО-ТМ
АНО-ТМ/СХ
ВП-6
МТГ-02 ОЗС-18
Электроды для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву от 50 до 60 кгс/мм2
Типы по ГОСТ 9467-75: Э55 и Э60
Марки электродов:УОНИ-13/65
АНО-ТМ60 ВИ-10-6
ВСФ-65У ОЗС-24М
ОЗС/ВНИИСТ-27
МТГ-03
Электроды для сварки легированных конструкционных сталей повышенной и высокой прочности с временным сопротивлением разрыву свыше 60 кгс/мм2
Типы по ГОСТ 9467-75: Э70, Э85, Э100, Э125, Э150
Марки электродов:УОНИ-13/85
ВСЦ-60 АНО-ТМ60
АНО-ТМ70 НИАТ-3М
АНП-2 ОЗС-3
ВСФ-75У ОЗШ-1
ВСФ-85
48ХН-5
Электроды для сварки легированных теплоустойчивых сталейТипы по ГОСТ 9467-75:Э-09М
Э-09МХ Э-09Х1М
Э-05Х2М Э-09Х2М1
Э-09Х1МФ Э-10Х1М1НФБ
Э-10ХЗМ1БФ Э-10Х5МФ
Марки электродов:
ТМЛ-1У
ТМЛ-3У ОЗС-11
ЦЛ-20 ЦЛ-17
ЦЛ-25 ЦЛ-39
ЦУ-2М ЦЛ-55
Электроды для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствамиТипы по ГОСТ 10052-75:Э-12Х13
Э-06Х13Н
Э-10Х17Т
Э-12Х11НМФ
Э-12Х11НВМФ
Электроды для сварки и наплавки конструкционных чугуновМарки электродов (Приложение ГОСТ 30430-96):ЭЧ-1
ЭЧ-2 ЭВЧ-1
ЦЧ-5 ЦЧ-4
МНЧ-2
ОЗЖН-1 ОЗЧ-2
ОЗЧ-6
ОЗЖН-2 ОЗЧ-3
ОЗЧ-4
ОР-601
Электроды для сварки алюминия и его сплавовМарки электродов :ОЗА-1
ОЗА-2 ОЗАНА-1
ОЗАНА-2 УАНА-1 ... УАНА-6
Электроды для сварки меди и ее сплавовМарки электродов для сварки меди и сплавов:ОЗБ-2М
ОЗБ-3 АНЦ/ОЗМ-2
АНЦ/ОЗМ-3 АНЦ/ОЗМ-4
Комсомолец-100
studfiles.net
Тема 4. Техника и технология ручной дуговой сварки покрытыми электродам (2)
Техника наплавки швов.
Способы зажигания дуги покрытыми электродами: виды, применение.
Влияние длины дуги на производительность сварки и качество сварного шва.
Принципы выбора длины дуги. Техника поддержания дуги постоянной длины.
Особенности режимов сварки и техники сварки швов различной протяженности в нижнем, вертикальном и горизонтальном положениях.
……………
Тема 5. Аппаратура для газовой сварки металла (2)
Ацетиленовые генераторы: назначение, классификация (по принципу действия, производительности, давлению газа).
Переносные ацетиленовые генераторы: их устройство и работа, правила обслуживания, приемы пользования. Подготовка ацетиленового генератора к работе.
Предохранительные затворы: назначение, классификация.
Баллоны для сжатых и сжиженных газов: типы, давление, емкости, окраска, надписи на баллонах. Правила безопасности при подготовке и эксплуатации баллонов.
Редукторы для сжатых газов: назначение, классификация, устройство, работа, окраска, присоединительные элементы.
……………
Тема 8. Оборудование и технология механизированной сварки
Оборудование полуавтоматической сварки.
Сварочные полуавтоматы: назначение, классификация, принцип действия, устройство, область их применения.
Механизм подачи проволоки: назначение, устройство, расположение в полуавтоматах различных типов.
Гибкие шланги: назначение, конструкция.
Сварочные горелки: типы, назначение, конструктивные особенности.
Наиболее распространенные типы сварочных полуавтоматов, их технические характеристики.
Приложение Д
Фрагмент программы предмета
«ОСНОВЫ ТЕОРИИ СВАРКИ И РЕЗКИ МЕТАЛЛОВ»
Тема 1. Введение
Учебно-воспитательные задачи и структура предмета.
Значение и применение сварки в различных отраслях экономики.
Вклад отечественных и зарубежных ученых в развитие сварочной техники.
Перспективы развития сварочного производства.
Тема 2. Общие сведения о сварке
Сварка: определение, преимущество перед другими способами соединения деталей, сущность и условия образования соединений, классификация видов сварки.
Сварка плавлением: виды, их сущность, особенности, преимущества и недостатки, область применения.
Сварка давлением: сущность, основные виды, их особенности, преимущества и недостатки, область применения.
Тема 3. Сварные соединения и швы
Сварные соединения (2): определение, основные виды, их достоинства и недостатки, применение, места разрушений.
Сварные швы (2): классификация (по виду сварного соединения, геометрическому очертанию шва, по положению в пространстве, по протяженности, по условиям работы), характеристики.
Обозначение сварных швов на чертежах в соответствии с ГОСТ (2).
Понятие о расчете сварных соединений на прочность.
Тема 4. Основные сведения о сварочной дуге
Сварочная дуга (2): определение, физическая сущность, виды, условия устойчивого горения, электрические характеристики, строение, преимущества перед другими способами соединения деталей.
Приложение Е
Фрагмент ПРОГРАММЫ ПРЕДМЕТА
«ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ»
Тема 1.Типовые детали машин и способы их соединения
Типовые детали и сборочные единицы общего и специального назначения: разновидности, применение, способы получения.
Замена литья и ковки деталей сваркой.
Тема 2. Механизмы преобразования движения и передачи вращательного движения
Передачи вращательного движения: разновидности (механическая, ременная, фрикционная, цепная).
Механические передачи: разновидности, назначение, устройство, передаточное отношение, область применения.
Ременная, фрикционная и цепная передачи: их устройство, преимущества и недостатки, назначение и условные обозначения.
Тема 3. Основные требования, предъявляемые к сварным конструкциям
Виды сварных конструкций (машиностроительные, строительные, технологические).
Основные требования, предъявляемые к сварным конструкциям.
Технологичность сварных конструкций: понятие, технологические требования.
Тема 4. Технология производства сварных машиностроительных конструкций
Технологический процесс: понятие, этапы типового технологического процесса производства сварных машиностроительных конструкций.
Материалы и нормативные документы на изготовление и монтаж сварных конструкций.
Маршрутная карта и карта технологического процесса: их назначение, содержание, правила чтения.
Тема 5. Типовые сварные строительные конструкции
Понятие об устойчивости элементов сварных конструкций.
Строительные конструкции: виды (решетчатые, балочные, листовые, трубчатые), основные типы конструкций, относящихся к каждому виду, область их применения.
В скобках дан объем подготовки с учетом практики. Практика по специальности проводится в течение 14 недель во II полугодии 3-го курса, начиная с 9-й недели, после завершения изучения всех предметов учебного плана
33
studfiles.net
92. Ручная дуговая сварка покрытыми электродами. Область применения. Параметры режима сварки, их выбор. Техника сварки. Способы заполнения разделки кромок.
Ручной дуговой сваркой покрытыми электродами свариваются углеродистые, низколегированные, легированные и высоколегированные стали, а также чугуны и цветные металлы
Сущность способа. Источником тепловой энергии служит электрическая дуга, горящая между покрытым металлическим электродом и свариваемым металлом. Питание дуги может осуществляться от источника постоянного или переменного тока. Дуга горит между металлическим стержнем и основным металлом. Металлический стержень плавится и стекает каплями в сварочную ванну. Покрытие электрода также плавится, при этом образуется газовая атмосфера, защищающая зону горения дуги и расплавленный металл от взаимодействия с воздухом. Часть покрытия при плавлении образует шлак, который покрывает капли расплавленного электродного металла и расплавившийся основной металл. Шлак также защищает расплавленный металл от взаимодействия с воздухом и обеспечивает его металлургическую обработку. Расплавившийся основной и присадочный металлы образуют сварочную ванну, покрытую шлаком. По мере перемещения электрода сварочная ванна кристаллизуется, формируя сварной шов.
Основными параметрами являются диаметр электрода, сила сварочного тока, род и полярность тока. Диаметр электрода выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла. Сила сварочного тока является главным технологическим параметром. От силы сварочного тока зависят размеры сварочной ванны, глубина проплавления и производительность процесса. Сила сварочного тока связана с диаметром электрода соотношением: I = (jπd2)/4, где j - плотность тока. Силу сварочного тока можно определить по следующим зависимостям: для электродов 3-6 мм: Iсв= (20 +6 dэ)dэ; для электродов диаметром менее 3 мм: Iсв = 30dэ
Род сварочного тока и полярность постоянного тока выбирают в соответствии конкретным маркам электродов. Сварку можно выполнять переменным током и постоянным током прямой и обратной полярности. Постоянный ток любой полярности повышает по сравнению с переменным током тепловую мощность дуги, а постоянный ток прямой полярности помогает формированию обратной стороны валика корневого слоя шва. Переменный ток позволяет избежать магнитное дутье дуги. При сварке на обратной полярности на электроде выделяется больше теплоты. Исходя из этого, сварку металлоконструкций из тонкого металла легче выполнять на обратной полярности.
Напряжение дуги является фактором определяющих тепловую мощность дуги, и размеры сварочной ванны. С ростом напряжения ширина ванны увеличивается. Для зажигания дуги необходимо напряжение не менее 50В. В процессе сварки оно снижается за счет ионизации дугового промежутка и обычно связано с силой сварочного тока соотношением: UД=20+0,04Iсв.
При ручной сварке большое влияние на качество сварных соединений оказывает длина дуги – параметр, напрямую, связанный с напряжением дуги. Значение длины дуги lд=(0.5-1.1)dэ.
Техника сварки. Зажигание сварочной дуги производится кратковременным прикосновением конца электрода к изделию. В результате протекания тока короткого замыкания и наличия контактного сопротивления торец электрода быстро нагревается до высокой температуры, при которой после отрыва электрода происходит ионизация газового промежутка и возникает сварочная дуга.
В процессе сварки электроду сообщается движение в трех направлениях. Первое движение — поступательное, направлено по оси электрода. Этим движением поддерживается постоянная длина дуги в зависимости от скорости плавления электрода. Второе движение — перемещение электрода вдоль оси валика для образования шва. Скорость этого движения устанавливается в зависимости от силы тока, диаметра электрода, скорости его плавления, вида шва и других факторов. Третье движение - перемещение электрода поперек шва для получения требуемых ширины шва и глубины проплавления. Поперечные колебательные движения конца электрода определяются формой разделки, размерами и положением шва, свойствами свариваемого материала, навыком сварщика. Расположение электрода по отношению к поверхности свариваемого металла оказывает существенное влияние на форму и качество шва. Изменяя угол наклона электрода, сварщик увеличивает или уменьшает глубину проплавления основного металла.
При многопроходной сварке стыковых швов с V-образной разделкой кромок обеспечивается хороший провар корневого шва, который выполняется без поперечных колебаний. Дальнейшее заполнение разделки осуществляется с поперечными колебаниями его конца. Заполнение разделки выполняется отдельными швами (слоями) шириной на всю разделку. Сварку швов с Х- образным скосом кромок выполняют практически так же, как и с V- образной разделкой, однако для уменьшения уровня остаточных деформаций, если имеется возможность, каждый шов выполняется с противоположной стороны. Для сварки угловых швов в нижнем положении используют два приема. Сварка вертикальным электродом «в лодочку» обеспечивает наиболее благоприятную форму шва и снижет возможность образования дефектов в корне.
studfiles.net
