Ручная дуговая сварка для начинающих сварщиков. Виды сварки и что это такое

В нашу эпоху ручная дуговая сварка — ведущий способ соединения отдельных деталей при создании металлоконструкций. Сегодня сварку применяют совместно с литьем, штампованием и прокатом частей заготовок изделий. Такая сварка почти повсеместно вытеснила дорогостоящие и сложные цельноштампованные изделия. Как же работает современная сварка и при помощи данного метода?

Принцип работы электросварки

Сварка электродом

Тепло, необходимое, чтобы расплавить основной металл (а также электродный стержень), получают в процессе образования электрической дуги. Расплавы металлов, как основного, так и электродного, смешиваются в образующейся при этом особой сварочной ванночке. Таким путем при затвердевании и получается . Стальной электрод содержит специальное покрытие. Когда оно плавится, то создает защиту самой сварочной ванночки в виде шлака и газового облака. Защита нужна от азота и прочих газов, содержащихся в воздухе.

Чтобы поддерживать электрическую дугу, на электрод и свариваемую деталь подают электроэнергию от специального устройства. При действии температуры электрической дуги края свариваемых деталей (вместе с электродным металлом) плавятся. При этом образуется сварочная ванночка, некоторое время пребывающая расплавленной. Температура внутри дуги составляет не менее 4 тыс. градусов. В такой ванночке металл электрода соединяется с металлом свариваемого изделия, расплавленный же шлак всплывает. Так получается защитное покрытие. Энергию, от которой зажигается и непрерывно горит дуга, получают от специального трансформатора.

Виды электросварки

Сегодня сварку производят посредством постоянного и очень часто переменного тока. Сваривая металлические детали постоянным током, как источник питания применяют сварочные выпрямители. Однако могут употребляться и особого рода преобразователи. При сваривании переменным током употребляются сварочные трансформаторы специальной конструкции. Чаще всего применяется эл. дуговая сварка, когда используется плавящийся в дуге электрод. Подобная сварка – больше всего распространена. Ее применяют для сваривания или наплавления самых разнообразных легированных или углеродных сталей, или некоторых цветных металлов.

Электроды и присадочная проволока

Заметьте, что при сваривании постоянным током сварочные швы содержат гораздо меньше брызг металла. Есть различные виды электросварки, однако чаще всего при сваривании металлов употребляются электроды как плавкие, так и неплавкие (угольные). В случае плавкого электрода швы формируются путем расплавления подобного электрода. При неплавящемся же - расплавлением особой присадочной проволоки, вводимой прямо внутрь сварочной ванночки. Ручное сваривание с поддержанием дуги посредством неплавящегося электрода происходит следующим образом: свариваемые края изделия плотно стыкуются.

Дуга горит между этим неплавким электродом (который делается из угля и даже графита) и самим сваривающимся изделием. Края деталей и особый присадочный материал, вводящийся в зону горящей дуги, разогреваются и быстро плавятся. В таком случае тоже образуется ванночка, содержащая расплавленный металл. Кристаллизуясь, металл внутри этой ванны и создает сварочный шов. Именно такой метод используют или наплавляя твердые сплавы.

Когда идет сварка металла посредством плавящегося электрода, тогда электрическая дуга начинает гореть аналогично свариванию первым способом. Только в таком разе электрод расплавляется вместе с кромками изделия. Именно так получается общая ванна, содержащая расплавленный металл. Кристаллизуясь внутри такой ванночки, металл формирует шов. Такой способ чаще всего применяется при ручном сваривании металлов. При всей своей универсальности и удобстве ручная электросварка имеет не только преимущества, но и определенные недостатки. Давайте рассмотрим их подробнее.

Преимущества и недостатки дуговой сварки ручного типа

Если вы желаете приобрести сварочное оборудование, необходимо четко осознавать, что цена оборудования для электросварки зависит от его функциональных возможностей. Вот эти основные возможности ручной электросварки, обеспечивающие решение фактически всех задач по соединению металлов:

• Возможность сваривания во всех пространственных расположениях
• Возможность сваривания в местах, имеющих ограниченный доступ
• Возможность относительно быстрого перехода между свариваемыми материалами
• Ручная электросварка – это возможность сваривания самых разных сталей, что обеспечивается широким спектром выпускаемых электродов
• Подобная сварка проста; кроме того, ее относительно легко перевозить в нужное вам место

Принципиальная схема РДС

Кроме вышеперечисленных достоинств, ручная электросварка имеет и свои недостатки. Вот основные из них:

1. Вредные условия, возникающие в процессе сваривания

2. Качество сварных соединений очень зависимо от квалификации самого сварщика

3. Низкий КПД и относительно невысокая производительность, если сравнивать с другими сварочными технологиями

Учтите, что благодаря навыкам, которые вы автоматически получаете, работая с ручным сварочным аппаратом, вы сможете сделать массу полезного для своей дачи, гаража или загородного дома. Наверняка, сделав первые успешные шаги, вы захотите сделать для себя нечто потрясающее.

Дуга электросварки

После того, как мы разобрали достоинства и отрицательные черты ручной сварки, давайте выясним, как варить электросваркой. Прежде всего, чтобы возбудить дугу, сварщик кончиком электрода касается металла, немедленно отводя его кончик на 3 мм. Именно тогда вспыхивает дуга, равноудаленная длина которой поддерживается посредством постепенного опускания самого электрода, в меру его плавления. Очень важно, что перед формированием дуги вы должны закрывать лицо щитком. Есть еще и другой способ зажечь дугу: сварщик проводит кончиком электрода по поверхности детали, затем немедленно уводит его на короткое расстояние. При этом тоже возбуждается дуга.

Дуга — влияние на качество шва

Учтите, что дугу надо поддерживать как можно короче. Дело вот в чем: короткая дуга дает гораздо меньшее количество мелких металлических капель. Кроме того, электрод плавится в спокойном темпе, давая ровный пучок искр. В таком случае глубина проплавления выходит большей. Если ручная электросварка не будет обеспечивать достаточно большую глубину проплавления, то электрод, плавясь, станет окисляться, сильно затем разбрызгиваясь. От этого шов выходит неровный, в нем много оксидов.

Имейте в виду, что длину дуги вы можете контролировать по звуку, появляющемуся при горении. Электрической дугой оптимальной длины издается равномерный звук на одном тоне. Слишком же длинной издается более резкий тон, он часто прерывается и сопровождается громкими хлопками. Если дуга вдруг обрывается, ее возбуждают снова, тщательно заваривая провал там, где случился обрыв дуги. После этого продолжают сваривать шов.

Если свариваются особо ответственные места, которые будут работать при переменных нагрузках и подвергаться явлению «усталости», зажигать дугу разрешается только вне зоны самого шва. В противном случае это часто причиняет «ожог» поверхности, а это станет причиной будущего разрушения в этом конкретном месте сварного шва. Квалификация сварщика в случае сваривания стальных изделий имеет значительное влияние на то, сколь умело выполняется зажигание и дальнейшее контролирование длины дуги.

Отклонение сварочной дуги при сварке

Ведь от умения поддерживать длину дуги напрямую зависит качество сварных швов, а в конечном итоге — прочность соединения. Очень важно при этом умело манипулировать электродом, перемещая его по линии накладываемого шва, придавая ему требуемую форму. Трудно только то, что при такой сварке все указанные операции делаются человеком, без использования специальных механизмов, т. е. вручную.

Как режим сварки влияет на шов

Размеры сварочного шва не зависимы от типа (например, угловой, стыковой или прочий шов). Главным образом, они определяются режимом сваривания. Главный показатель самого шва – его коэффициент формы при проваре. Он представляет собой отношение ширины сварного шва к его глубине. Ручная дуговая сварка способна менять данный показатель в широком диапазоне. Этот коэффициент меняется уменьшением ширины сварного шва. Рост глубины проплава уменьшает его ширину, в противном случае - увеличивает ее.

Влияние параметров тока

В сварке важна также сила тока, поскольку с ее увеличением растет глубина проплава, уменьшение же уровня тока уменьшает проплав. Учтите, что металл плотнее, тем больше проплав при данном уровне тока. Однако на ширину вашего шва ток практически не влияет. Большое влияние на шов имеет также род тока. Сваривание постоянным током делает шов уже. Особенно заметным такое изменение сварочного шва становится на более высоких значениях напряжения (более 30 В). Общеизвестно, что ручная дуговая сварка требует электродов разных диаметров.

Их уменьшение на одинаковом токе сокращает подвижность горящей дуги, а это значительно увеличивает глубину проплава, сокращая также ширину шва. Из-за этой причины, с уменьшением поперечника электрода, значительно возрастает глубина сварочного шва. Именно повышение подвижности горящей дуги (от увеличения размера электрода) делает весь шов шире. И последний показатель — напряжение дуги. Оно почти не меняет глубины показателя глубины проплава, однако изменяет ширину сварного шва.

Когда напряжение возрастает, общая ширина сварочного шва значительно увеличивается. Когда же оно снижается - эта ширина уменьшается. Такой подход широко практикуется в автоматизированных способах сварки, чтобы регулировать ширину шва в процессе наплавки. Однако в случае ручной сварки уровень напряжения меняется незначительно (он составляет 18-22 В). Такое напряжение практически никак не меняет ширины шва. Чтобы овладеть всеми тонкостями мастерства, вам придется немало потрудиться для получения сноровки.

Если вы хотите научиться варить газом, то статья по ссылке будет вам полезна.

Обучение основам мастерства

В этом вам очень поможет просмотр видео . Конечно же, чтобы научиться более сложным приемам сваривания, вам потребуется более глубокая информация. Например, профессиональные пособия, описывающие сложные процессы и содержащие специфическую техническую информацию. Если хотите научиться варить, то лучше начинать с электродов поперечником 3 мм, поскольку они — самые популярные. Электроды потоньше варят слишком тонкий металл, а для толстых требуется уже мощный аппарат.

Приобретя сварочный аппарат, стоит потратить несколько часов, самостоятельно обучаясь основам электросварки. Такой подход откроет вам огромные возможности к практическому применению ее в частном строительстве, при ремонте садовых принадлежностей или сборке разнообразных металлоконструкций.

Переход к разделам статьи:

Введение

Сварка ММА, или ручная дуговая электросварка, широко используется во многих сферах промышленности. Но на сегодняшний день тенденции таковы, что в современном мире предпочтение отдается более высокоскоростным способам сварки, таким как автоматическая и МIG/MAG. Их удельный вес с годами только растет. Однако, несмотря ни на что сварка ММА остается незаменима в условиях ограниченной зоны доступа, при работе на открытом воздухе и в быту, так как стоимость сварочных аппаратов и расходных материалов является более-менее доступной. Большинство компаний, производящих дорогую сварочную технику, не обходят также вниманием ММА сварку, год от года совершенствуют аппараты, добавляют в них режимы, упрощающие труд сварщика.

Ближе к конкретике …

Говоря о сварных швах, новичкам нужно определиться, каковы критерии хорошего и плохого шва. Поэтому вначале освойте немного теорию.

При сварке бытовых теплиц из уголков малого сечения, монтаже заборных секций, лестничных поручней, карнизов, навесов и других тому подобных вещей качество сварки не играет какой-то ведущей роли, поскольку нагрузки на такие изделия незначительные. И совсем другие требования к прочности шва предъявляются при сварке высоконагруженных конструкций: опор, перекрытий, несущих узлов автомобилей, прицепов, магистральных жидкостных, газовых и нефтяных трубопроводов под давлением, мостов. Швы таких конструкций уже проверяются неразрушающими методами контроля (НМК).

Однако, самый первый метод, по которому оценивается качество сварного шва — это визуальный осмотр. Если сварщик сам сможет оценить свои швы, значит его мастерство начнет быстро расти, он увидит свои ошибки и в дальнейшем не допустит их повторения.

Как научиться сварке? Неплохо было бы начать с изучения бумажной части…

Нормативная документация. Как пользоваться

Согласно ГОСТ 5264-80 на ручную дуговую сварку все многообразие сварных соединений можно отнести к четырем основным типам (сокращенное обозначение русскими заглавными буквами приводится в круглых скобках):

• Стыковые (С);
• Угловые (У);
• Тавровые (Т);
• Нахлесточные швы (Н)

Пример сокращенной записи типа соединения и его номера по порядку: Т1, С17 и т.д.

Коротко про обозначение швов на чертежах

Руководствуйтесь при нанесении обозначений на чертежи требованиями ГОСТ 2. 312-72 ЕСКД. Условные обозначения швов сварных соединений.

По евронормативам аналогичный стандарт EN ISO 2553-2013.

Посмотрим, как обозначается один и тот же сварочный шов по ГОСТ и евростандарту.

Стыковой шов, полученный при монтаже изделия со скосом кромки, с подваркой корня шва и со снятым валиком усиления согласно ГОСТ 2. 312-72 будет выглядеть так:

Значок похожий на перевернутую большую букву «Г» означает, что сварка выполняется при монтаже изделия. На втором месте название стандарта с типом шва С12. Посмотрев соответствующий стандарт, мы узнаем, как выглядит соединение, и какие размеры оно имеет. Последний значок, кружок с черточкой, обозначает, что нужно механическим путем убрать валик, или усиление шва.

По EN ISO 2553 обозначение будет выглядеть так:

Первый значок, черный треугольный флажок, обозначает то же, что и в ГОСТе – соединение получено при монтаже. На второй стороне мы видим несимметричную галку, которая говорит о том, что с одной стороны кромка детали прямая, а с другой имеет скос. Черточка сверху обозначает, что усиление шва необходимо снять, тарелочка внизу обозначает, что требуется подварка корня шва. Цифра 111 согласно ISO 4063:2009 обозначает процесс сварки, т.е. ММА сварку. Следующий стандарт ISO 5817-D указывает на уровень качества соединения по шкале D – это самый низкий уровень требований.

Стандарт ISO 6947-РА/ «Сварка –Позиции сварки – определение углов наклона и поворота» указывает на позицию сварки РА –шов в нижнем положении, детали находятся на горизонтальной плоскости.

И последний стандарт ИСО 2560-2009 «Материалы сварочные»: Е 512RR22 указывает на электрод с пределом текучести 51 Н/мм2 с двойным рутиловым покрытием и работу ударного разрушения, измеренной при температуре -22 градуса.

Кратко о дефектах сварных швов

Этот вопрос детально рассмотрен в ГОСТ Р ИСО 6520 -1-2012 в части первой, относящейся к сварке плавлением, полную классификацию дефектов, их видов и подвидов вы сможете найти именно там. Вот определение, которое приводится в ГОСТ по поводу того, с чем же сварщику придется иметь дело, если он допустит какие-то технологические ошибки во время сварочного процесса:

«Дефект – это несплошность в сварном соединении, или отклонение от требуемой геометрии»

Критерии количественной оценки дефектов приводятся в ГОСТ Р ISO 5817:2009.

Безопасность

Излучение дугового разряда настолько сильное, что повредит вам сетчатку глаза, поэтому нужно обзавестись защитным щитком , который будет оснащен темным стеклом. При покупке вам дадут одно стеклышко, но вам необходимо докупить на разные силы тока различные по силе светофильтры, которые вы будете менять для комфортной работы. Потому как сила тока будет меняться от 20А до 380А. В особых случаях может понадобиться 500А.

• Защита рук – это рукавицы и перчатки. Чтобы меньше брызг попадало между пальцами – используете рукавицы, они эффективнее оберегают руки, но и менее удобны при выполнении точных работ.

Отдельное внимание нужно обратить на такой важный момент, как опасность удара электрического тока. Обязательно вы должны быть одеты в спецодежду, ботинки, краги, защитную маску. Помните о рисках повреждения глаз и способах лечения . Очень важно все подобные вопросы тщательно изучить. Природные силы будут к вам относиться по своим собственным законам. Поэтому позаботитесь о себе, подумав о защите органов дыхания, тела и глаз, а также других людей, которые будут находиться рядом с вами. Если будете варить в гаражных условиях, ознакомьтесь с рекомендациями в статье «Сварка в домашних условиях. Средства защиты». Изучите металловедение, курс оказания первой помощи. При сварке в гараже обязательно должен быть в наличии огнетушитель, а бензобаки закрыты негорючими материалами. Не работайте в одиночку среди емкостей с горючими веществами и т.д. и т.п., учитывайте множество других правил, которые спасут вам жизнь.
Во время сварки обязательно ставьте щиты, которые защищают от излучения окружающих.

Как должно выглядеть оборудование для ММА

• Источник питания для образования дуги (читайте статью «Рекомендации по выбору сварочного инвертора») имеет на выходе два провода: к одному подсоединяют держатель, в который будет устанавливаться электрод в разных положениях; а к второму — зажим массы, который подключают к изделию, например, к столу с металлической, или медной поверхностью (внутри помещения очень удобно так работать). Из электротехники вам обязательно нужно знать такие понятия, как напряжение и сила тока. Потому что вы будете этим пользоваться. Включаем инверторный аппарат и пробуем настраивать регулятор тока на дуге.

Как выбрать электрод и работать с ним

• По российским стандартам электроды для ручной дуговой сварки на упаковке должны иметь полную информацию по сварочным режимам в разных положениях. Обращайте внимание, на инфу о том, для каких металлов, либо сплавов они предназначены (есть по алюминию, например) и какой рекомендуется ток в зависимости от положения и диаметра электродного прутка. Данные. подобранные институтом и практикой, де-факто облегчат вам жизнь, особенно, если вы неопытный сварщик, как еще называют, чайник.

Электрод –это металлический пруток, поверх которого нанесено покрытие. Он может иметь различный диаметр и длину. Все эти данные при покупке вы сразу же увидите на картонной коробке-упаковке.
В самом начале электрода сделан скос кромок, что значительно облегчает его зажигание. Электрод замыкают путем касания его металлической поверхности (на изделии) и отводят на небольшое расстояние. Замыкание проводят путем «чирканья», как чиркают спичку. Первый электрический разряд вызывает дугу, начинает плавиться флюсовое покрытие, которое защищает металл и стабилизирует процесс горения.
После сгорания электрода образуется «козырек», когда внутренняя часть больше сгорела, а наружное покрытие меньше, если нужно повторить процесс сварки после завершения, нужно обломить «козырек».

Как подобрать сварочный ток методом «тыка»

Способов много, но есть один, которым пользуются все без исключения сварщики. Необходимо подобрать пластинку из стали такой же марки и такой же толщины, что и свариваемые детали, сделать на ней несколько швов на разных токах и выбрать из полученного лучший вариант.

Как вести электрод в процессе сварки

(классическое расположение и движение)

Прочертите воображаемую линию на плоскости, поместите электрод вертикально, но с небольшим наклоном к этой плоскости и ведите им слева-направо или справа-налево.
Конечно, при сварке сложных конструкций положение электрода может очень сильно меняться, вы в этом сами убедитесь, если будете много сваривать.
На картинке показаны варианты, как можно двигать электродом при сварке. Возьмите простое соединение, например, стыковое и попробуйте самое легкое движение, показанное в пункте а), затем можете отработать остальные.

Приучайте руку к движениям, которые надо выполнять электродом. Сложность будет заключаться в том, что электрод в это время плавится и руке нужно будет привыкнуть выполнять продольные плавные движения и одновременно поддерживать длину дуги. Если она будет очень большой, ухудшится защита расплавленной ванны и процесс может прекратиться.

Как начать варить?

Если нужно начинать варить от самого края изделия, дугу зажигайте чуть дальше (в двух-трех сантиметрах) от края детали (но ни в коем случае не на краю), затем электрод достаточно быстро перемещайте на начало шва, для того, чтобы не осталось большого количества наплавленного металла. Еще один способ правильно начать сварку, делать это на отдельной металлической планке, таким же образом рекомендуется ее заканчивать.

Для тренировки начните плавление электрода, укладывая его в валик. Возьмите толстый лист стали, нарисуйте мелом прямую линию, чтобы было на что ориентироваться, зажгите электрод и плавными движениями, которые были показаны выше, слегка отклоняясь от нарисованной линии, ведите процесс сварки. Рука должна привыкнуть к продольному и поперечному передвижению.
По окончании процесса сталь с электрода перейдет в валик, который будет находиться на поверхности листа в виде наплавленной «горки», а сгоревшее флюсующее покрытие всплывет вверх и обратится в шлак на поверхности валика, который после сварочных манипуляций нужно отбить.
Линия поможет сделать вам ровный шов. Плавные продольные движения зададут ширину валика.

Не тренируйтесь на готовых изделиях, делайте это «на заднем дворе». Учитесь делать наплавку, умению держать длину дуги , грамотно подбирайте электроды к завариваемому металлу.

Как правильно варить?

Многие начинающие сварщики сталкиваются с проблемой, когда не получаются швы. Ванна очень сильно брызгает и налипшие капли металла повсюду, шов получается измученный, ярко выраженной неровной геометрической формы со шлаком, который очень трудно отделяется, даже если бить по нему очень сильно молотком. Почему так получается? Обычно новички приобретают рутиловые электроды и держат до неприличия огромную дугу, и расстояние от торца плавящегося электрода до сварочной ванны постоянно меняется на длине сварочного шва. Отсюда и вытекает основное правило сварщика, без освоения которого в профессии делать нечего, так как вы никогда не получите хороший шов: дуговой промежуток должен быть постоянным.

Как же определить, какой дугой вы варите, как ее контролировать? (Теория)

Длина сварочной дуги – это промежуток между электродом и изделием, в котором образуется непрерывное перетекание высоковольтного электрического заряда. Существует правило, согласно которому длина дуги (Lдуги) зависит от диаметра электрода (обозначим его буквой d) и может быть выбрана в диапазоне 0,5d … 1,2d .

Например, если сварщик возьмет электрод O2,5 мм , тогда по этому правилу можно варить дугой, сгорающей на промежутке 1,25 … 3 мм . Да-да, для получения правильного шва электрод необходимо держать практически впритык к детали! Это потребует определенной сноровки, особенно учитывая длину электродного стержня в начале сварки!

Теперь становится немножко более понятно, что

• Короткой дуге соответствует промежуток 0,5d … 1d. Такой дугой варят в нижнем положении, а также выполняют горизонтальные валики на вертикальной поверхности, вертикал, потолок и корневой шов. Так варят в преимущественном большинстве случаев. Основные достоинства короткой дуги: хорошая газовая защита и высокий уровень провара. Как известно, в результате сгорания обмазки электрода образуется газовое облако, которое защищает сварочную ванну от вредного влияния кислорода, соответственно, чем меньше расстояние между электродом и основным металлом, тем лучше защита. Кроме того, дуга представляет собой не столб, как, возможно, многие воображают себе, а конус. Это значит, что чем больше Lдуги, тем меньше разогрев детали, в результате чего появляются дефекты, в частности, подрезы.
• Средняя дуга определяется как 1d … 1,2d. Она влияет на увеличение ширины шва и уменьшение глубины провара, поэтому сварщики используют это свойство средней дуги при наплавке, иногда для сварки в нижнем положении.
  Длинная дуга выглядит как L>1,5d и возможна только на рутиловых, либо целлюлозных электродах. Крайне не рекомендуется для сварки.

Сварка на короткой дуге или методом опирания (что это значит на практике)

Фактически, работая в таком режиме, вы электродом касаетесь металла – обмазка скользит по изделию. Формулы, приведенные выше, представляют собой теоретическое обоснование. Они полезны для понимания сварочного процесса де-юре. Некоторые пускаются в вычисления, какую дугу нужно получить, этого делать не нужно. Сварка на короткой дуге – 1-2 мм – это расстояние от металлического стержня электрода до металла, но, в большинстве случаев, стержень горит быстрее, чем обмазка. Получается юбочка или козырек – это и есть вышеупомянутое расстояние. А если так, то и варить нужно, упираясь в металл. Отсюда и второе название метода.

Чем короче дуга, тем лучше для изделия и для вас.

Еще раз, что дает короткая дуга?

• Лучшее проплавление и защита шва;
• Меньшее тепловложение (потому что валик получается более узким и концентрированным).

Зачем нужна более более длинная дуга?

Когда вы удлиняете дугу, сварочный ток (амперы) уменьшаются и в шов меньше вкладывается тепла. Соответственно, если вы видите, что металл на гране прожога, дугу нужно увеличить.

Плюсы короткой дуги:

• Сварочному аппарату в таком режиме варить гораздо легче, потому что вольтаж на дуге небольшой. Когда вы дугу удлиняете, ток падает, а вольтаж возрастает и в этом режиме аппарату сложнее работать (читайте подробно в статье «История про сварщика Джо и ВАХ инвертора»). Особенно это заметно, если у вас бюджетный инвертор, который собран с учетом того, что на всем сэкономлено. Злоупотребление длиной дуги в таком случае может закончиться просто-напросто его поломкой. Хорошему оборудованию, конечно, все равно как вы будете варить, но многие ли могут позволить себе такую роскошь?

При резке электродом этот опыт становится еще более актуальным!

Юбку перед сваркой нужно отломить. Токи на короткой дуге выставляют повыше. Особенно короткую дугу любят электроды с основным покрытием.

Понятно, что сварщик сам регулирует тепловложение в металл, но для этого ему нужен нормальный сварочный аппарат и качественные электроды.

Скорость

Чрезмерная скорость сварки приводит к формированию нитевидного шва, характерными особенностями которого является небольшая ширина и глубина провара. Шлак отбивается очень тяжело. При такой скорости возникает сопутствующая проблема - очень трудно сохранять равномерность движения.

На фото видно: на участке, где скорость движения выше, чешуйки заострены и ширина шва меньше; а там где скорость ниже, чешуйки принимают округлую форму и ширина шва увеличивается. Такой шов может в буквальном смысле оторваться при малейших нагрузках, так как сцепление присадки с основным металлом очень слабое.

В очень редких случаях, например, при сварке в несколько проходов нитевидный шов используется как облицовочный. Таким образом, можно заварить канавку и не оплавить деталь.

Как получить хороший шов без непроваров и пористости?

Наклон и направление движения электрода влияют на пористость сварного шва. Также на пористость оказывают влияние:
Различные технические загрязнения: масло, грязь, остатки лакокрасочных покрытий, веществ химического происхождения ржавчина и т.д.;
влажные электроды;
Сила тока, слишком длинная дуга, скорость движения электрода.

Как нужно вести электрод, чтобы снизить пористость?

Расположите его под углом 45 градусов к плоскости детали и ведите его от себя – вперед, одновременно совершая круговые движения (по спирали или одним из указанных выше способов). Электрод прогревает изделие, образуется «правильная» сварочная ванна, которая остается чистой де-факто после остывания.
Если вести электрод на себя, то есть назад, теплопередача будет направлена не на изделие, а на ванну, соответственно, увеличивается вероятность образования дефектов.

Причины непроваров

Непроваром у сварщиком называется отсутствие сплавления кромок на некоторой глубине шва. Непровар также может быть технологическим, если невозможно обеспечить сварку определенной области соединения из-за конструктивных особенностей детали.

Какие могут быть причины данного дефекта:

Малый ток для конкретной толщины и массы;
Нет зазора между деталями, не снята кромка (отсутствуют фаски).

Чтобы сварить металл от 4 мм и выше, нужно обязательно разделывать кромки. Если речь идет о сварке труб с толщиной стенки выше 4 мм, нужно делать V-образную разделку для получения полного провара и небольшой зазор (достаточно, чтобы вставлялась спичка).

И в заключение хотелось бы отметить, что мастерство сварщика состоит в том, чтобы соблюдать нормы производства и производить качественные сварочные соединения путем плавления.

• Так как рекомендации написаны для неопытных сварщиков, мы не стали заострять внимание на вопросах предварительной подготовки материалов, деталей и изделий, а так же на том, как учитывать деформации в шве , хотя это очень важно знать.

Изучите государственные стандарты Российской Федерации и Европейского Союза, которые указаны в разделе « » данной статьи, они Вам очень помогут в работе!

Ручная дуговая сварка (ММА) - это процесс дуговой сварки, при котором используется дуга, горящая между покрытым электродом и сварочной ванной. Покрытый электрод представляет собой металлический стержень, на который нанесено покрытие.

Дуга при этом способе сварки зажигается быстрым касанием торцом электрода поверхности основного металла, которая под воздействием тепла дуги расплавляется, образуя сварочную ванну. Под действием дуги также происходит плавление электродного стержня, металл которого переходит в сварочную ванну, образуя наплавленный металл сварного шва (при этом часть металла теряется в виде брызг). При расплавлении покрытия электрода образуются газы и шлак, которые защищают зону дуги и сварочную ванну от вредного воздействия окружающего воздуха. Более того, шлак, покрывающий наплавленный металл, обеспечивает его правильное формирование при кристаллизации. После каждого прохода шлак необходимо удалять. Некоторые марки электродов обеспечивают самоотделение шлаковой корки.

Дуговая сварка покрытыми электродами это типично ручной способ сварки. Электрод имеет ограниченную длину (обычно в пределах 350 … 450 мм), а это означает, что процесс сварки постоянно прерывается для его смены. Рабочее время используется не эффективно, так как время горения дуги не превышает 25 … 60% его объема, а производительность, соответственно, оказывается низкой. Остановки и возобновления сварки также повышают вероятность зарождения дефектов в сварном шве.

Покрытые электроды определенного размера и типа позволяют производить сварку на разных токах, но только в пределах определенного указанного изготовителем диапазона в зависимости от диаметра стержня, толщины и состава покрытия, а также положения сварки.

В процессе плавления покрытия электрода на его торце образуется воронка, которая способствует направлению потока образующегося газа в сторону сварочной ванны, который благоприятствует переносу капель расплавленного электродного металла в нее. Поток газа настолько велик, что способен переносить капли снизу вверх, обеспечивая тем самым возможность сварки в потолочном положении.

Применение

Тип и толщина основного металла. Дуговая сварка покрытыми электродами используется, в основном, применительно к нелегированным, низколегированным и высоколегированным сталям толщиной от 2 до 50 мм и выше, например, для сварки стальных конструкций, сосудов, работающих под давлением, судов и других изделий при единичном или мелкосерийном производстве. При крупносерийном производстве целесообразнее применять механизированные процессы, например, сварку МИГ/МАГ.

При сварке деталей толщиной менее 1,5 мм основной металл будет быстро проплавляться на всю толщину и "проваливаться" еще до образования сварочной ванны, которая должна была бы соединять кромки деталей. В этих условиях сварка покрытыми электродами возможна только при использовании специальных приспособлений.

Хотя для сварки покрытыми электродами нет предела по применимым толщинам основного металла, все же для толщин более 20 мм экономически выгоднее использовать более высокопроизводительные процессы, такие как МИГ/МАГ, FCAW и SAW. Таким образом, сварка ММА чаще всего применяется для толщин от 3 до 20 мм, за исключением случаев единичных швов сложной конфигурации, для которых применение автоматических процессов сварки может оказаться экономически не выгодным. В этом случае сварка MMA может применяться для толщин до 250 мм.

Положение сварки. Возможность сварки во всех пространственных положениях является одним из главных достоинств сварки ММА, которое может быть ограничено только в случае, если применяемый электрод не позволяет выполнять сварку в том или ином положении. Таким образом, это недостаток не процесса сварки, а применяемого электрода. Несмотря на то, что сварка ММА может выполняться во всех пространственных положениях, необходимо, по возможности, стремиться выполнять ее в нижнем положении, так как при этом допускается использование менее квалифицированных сварщиков, применение электродов больших диаметров и на большем токе и, соответственно, достигаются более высокие скорости наплавки. Сварка в вертикальном и потолочном положениях требует от сварщиков более высоких навыков и выполняется электродами меньших диаметров. Форма соединений, подлежащих сварке в вертикальном и потолочном положениях, также может отличаться от таковых для сварки в нижнем положении.

Требования к условиям на рабочем месте. Простота оборудования, используемого при сварке ММА, делает этот процесс "малочувствительным" к условиям на месте применения. Сварка может выполняться как внутри помещений, так и вне их, в цеху, на корабле, на мосту, на каркасе здания, на конструкциях нефтеперерабатывающего завода, на отдаленных трубопроводах или на других подобных объектах. При этом нет надобности в шлангах для подачи газа или воды. Сварочные кабели могут быть довольно большой длины, чтобы позволить удаляться от источника питания на значительные расстояния без существенного ухудшения выходных характеристик системы "источник питания + сварочные кабели", так как внешняя вольтамперная характеристика будет только становиться более и более крутопадающей при увеличении длины кабелей, что, как раз, и необходимо для сварки ММА (см. ). Однако, при этом будут увеличиваться и потери энергии из-за нагрева кабелей. В местах, где нет электричества, могут использоваться сварочные генераторы с приводом от двигателей внутреннего сгорания. Несмотря на все эти достоинства, процесс сварки ММА должен выполняться в условиях защиты от ветра, дождя и снега.

Род и полярность тока сварки. Процесс сварки ММА может выполняться как на переменном, так и на постоянном токе, что определяется только характеристиками применяемого электрода. Некоторые из электродов предназначены только для сварки на постоянном токе, в то время как другие, как на постоянном, так и на переменном токе. Род тока сварки и его полярность влияют на скорость расплавления всех типов покрытых электродов.

Сварочная дуга постоянного тока всегда более стабильна, чем дуга переменного тока. Это обусловлено тем, что при горении дуги постоянного тока не происходит смены полярности, как это имеет место при сварке на переменном токе. Большинство универсальных электродов, предназначенных для сварки, как на постоянном, так и на переменном токе, все же лучше себя ведут на постоянном токе.

При сварке на постоянном токе электроды показывают лучшие оперативные свойства на обратной полярности. И лишь некоторые из них разработаны для сварки на прямой полярности. Имеются электроды, позволяющие сварку на обеих полярностях.

Влияние полярности на характер горения электродов обусловлено тем, что дуга оказывает разное давление на катод и анод. В связи с тем, что позитивные ионы имеют значительно более высокую массу чем электроны, они при столкновении с катодом оказывают больший отталкивающий эффект, чем электроны, достигающие анод. Это обеспечивает более глубокое проплавление в случае, когда катод размещается на изделии (обратная полярность), в то время как прямая полярность обеспечивает более быстрое плавление электрода (см. и рисунок ниже).

В случае, когда глубина проплавления не имеет большого значения (например, при наплавке) представляется довольно соблазнительным повысить скорость расплавления электрода переходом на прямую полярность. Однако, когда электрод становится катодом, давление дуги отталкивает каплю в противоположную сторону от сварочной ванны, что может приводить к чрезмерному разбрызгиванию.

Электроды для постоянного тока (обычно это электроды с основным видом покрытия), обеспечивают хороший смачивающий эффект расплавленным металлом, наплавленный металл более высокого качества и равномерное формирования шва даже при низких значениях тока сварки. Последнее объясняет, почему они предпочтительны для сварки изделий малой толщины.

При сварке на постоянном токе магнитных металлов (железо и никель) может возникать такая проблема, как магнитное дутье. Иногда единственным путем избавиться от нее является переход на сварку переменным током.

Другое преимущество сварки на переменном токе связано с источником питания, сварочным трансформатором, который значительно менее сложен по сравнению со сварочными выпрямителями и, соответственно, более надежный и менее дорогой.

Качество сварного шва. При сварке ММА могут иметь место следующие дефекты сварного шва:

Пористость;
- шлаковые включения;
- непровары;
- подрезы;
- трещины.

Покрытые электроды

Необходимые технологические свойства электродов достигаются подбором материалов металлического стержня и покрытия, в состав которого вводятся стабилизирующие, шлакообразующие, легирующие и связующие вещества.

Основные функции электродного покрытия:

Улучшать стабильность дуги с помощью элементов с низким потенциалом ионизации.

Производить шлак. Расплавленные минеральные составляющие покрытия образуют тонкий слой шлака, обволакивающего каждую каплю расплавленного металла, а также сварочную ванну, защищая их от кислорода, азота и паров воды.

Образовывать защитный газ, который является продуктом горения органических составляющих покрытия, например, целлюлозы, или разложения карбонатов.

Выполнять раскисление, а иногда и легирование металла шва для улучшения его свойств. Тонкий слой шлака, обволакивающего каплю расплавленного электродного металла, способен передавать легирующие элементы в каплю.

В соответствии с национальными стандартами электроды классифицируются :

По назначению;
- по типам и маркам;
- по толщине покрытия;
- по видам покрытия;
- по допустимым пространственным положениям;
- по роду и полярности сварочного тока;
- по качеству электродов.

По назначению электроды подразделяются :

Для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву до 600 МПа, условное обозначение У;
- для сварки легированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву свыше 600 МПа, условное обозначение Л;
- для сварки высокопрочных сталей с особыми свойствами, обозначение Т;
- для наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами, обозначение Н.

Тип электрода определяет механические характеристики (временное сопротивление разрыву, относительное удлинение) или особые свойства (теплоустойчивость, износоустойчивость и др.) наплавленного металла, которые обеспечиваются данными электродами. Для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей стандартом предусмотрено 9 типов электродов (Э38, Э42, Э42А, Э46, Э46А, Э50, Э50А, Э55, Э60). В обозначение типов электродов этой группы входит буква Э и цифра, указывающая минимальное, гарантируемое временное сопротивление наплавленного металла электродами данного типа (кг/мм 2). Например, электроды типа Э46 (марки ОЗС-4, АНО-3, МР-1) должны обеспечить временное сопротивление разрыву не менее 461 МПа. Буква А означает, что электрод данного типа обеспечивает более высокие пластические свойства наплавленного металла и более высокую ударную вязкость.

Для сварки легированных конструкционных сталей повышенной и высокой прочности предусмотрено 5 типов электродов (Э70, Э85, Э100, Э125, Э150).

Для сварки легированных теплоустойчивых сталей предусмотрено 9 типов электродов: Э-09М, Э-09МХ, Э-09ХIМФ и др.

Для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами стандартом предусмотрено 49 типов электродов. Например: Э-12Х13, Э-07Х2ОН9 и др.

Для наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами предусмотрено 44 типов электродов: Э-10Г2, Э-30Г2ХМ и др.

Буквы и цифры входящие в обозначение типов электродов для сварки и наплавки легированных теплоустойчивых и высоколегированных сталей показывают примерный химический состав наплавленного металла. Например: электроды марки ЦЛ-20, типа Э-09Х1МФ дают в наплавленном металле 0,09 % углерода, и 1 % хрома и некоторое количество молибдена и ванадия.

Марка электрода – это промышленное обозначение, которое присваивается разработчиком или изготовителем электродов. Поэтому каждому конкретному типу электродов может соответствовать несколько марок электродов. Например: к типу Э46 относятся электроды марок: АНО-3, АНО-6, МР-1, ОЗС-4 и др.

По толщине покрытия в зависимости от отношения диаметра электрода (D) к диаметру стального стержня (d) электроды подразделяются:

С тонким покрытием (D/d1,20), обозначение М;
- со средним покрытие (1,2 D/d 1,45) - С;
- с толстым покрытием (1,45 D/d 1,85) - Д;
- с особо толстым покрытием (1,80 D/d) - Г.

По видам покрытия электроды подразделяются следующим образом:

С кислым покрытием, обозначение А;
- с основным покрытием (Б);
- с органическим (целлюлозным) покрытием (Ц);
- с рутиловым покрытием (Р);
- покрытие с повышенным содержанием железного порошка (Ж);
- с прочими видами покрытия (П);
- с покрытием смешанного вида (соответствующие двойное обозначение).

За рубежом принято следующее обозначение видов электродного покрытия :

Целлюлозное или органическое (буквенное обозначение: C);
- кислое (A);
- рутиловое (R);
- основное (B);
- покрытие с повышенным содержанием железного порошка (RR);
- смешанное (например, AR).

Кислое покрытие (электроды марок ВЭТ-26, ЦМ-7 и др.). Основные компоненты - руды в виде окислов железа и марганца, которые при плавлении выделяют кислород, способный окислить металл сварочной ванны и легирующие примеси. Для ослабления действия кислорода в покрытие вводят раскислители в виде ферросплавов. Металл, наплавленный электродами с кислым покрытием, имеет относительно малую вязкость и пластичность. Электроды с кислым покрытием имеют повышенную токсичность по сравнению с другими покрытиями. Электроды с кислым покрытием применяют для сварки конструкции из малоуглеродистых сталей, металла малых и средних толщин.

Основное покрытие (электроды марок УОНИ-13/45, АНО-ТМ, ДСК-50, ЦУ-5 и др.). Основные составляющие - плавиковый шпат (CaF 2) и мрамор (СаСО 3). Электроды с основным покрытием обеспечивают получение сварных швов заданного химического состава с хорошими механическими и пластическими свойствами, обеспечивают незначительную склонность металла шва к образованию трещин. Однако эти электроды не допускают удлинений дуги, так как при этом может возникать пористость металла шва. Электроды с основным покрытием целесообразно использовать при сварке металла большой толщины, ответственных изделий из низколегированных и легированных сталей.

Рутиловое покрытие (электроды марок АНО-3, АНО-4, ОЗС-23, ОЗС-6С, АНТ-1к и др.). Такое покрытие имеет в своем составе преобладающее количество рутила (ТiО 2 – двуокись титана). Электроды с рутиловым покрытием обеспечивают получение плотного шва при наличии ржавчины на свариваемых кромках, отличаются незначительным разбрызгиванием, обеспечивают устойчивое горение дуги, как на постоянном, так и на переменном токе. Допускают существенные удлинения дуги без образования пористости сварного шва. Электроды с рутиловым покрытием пригодны для сварки во всех пространственных положениях. Рекомендуются для сварки в монтажных условиях.

Целлюлозное (органическое) покрытие (электроды марок ВСП-1, ВСЦ-1, ВСП-3 и др.). Такое покрытие содержит органические компоненты в качестве газообразующих и связывающих веществ (целлюлоза, органические смолы). Электроды с органическим покрытием удобны для сварки в любом пространственном положении, включая вертикальные швы способом сверху - вниз, но дают наплавленный металл пониженной пластичности из-за повышенного содержания водорода в наплавленном металле. Электроды с целлюлозным покрытием рекомендуется применять для сварки низкоуглеродистой стали малой толщины а также для сварки сверху - вниз.

Электроды с покрытием смешанного вида, такие как АНО-6(РА), АНО-29(РЦ), МР-6(РБ) и др., сочетают в себе свойства характерные для соответствующих покрытий.

По допустимым пространственным положениям сварки или наплавки электроды подразделяются на 4 вида:

Все положения, обозначение 1;
- все положения, кроме вертикального сверху - вниз, обозначение 2;
- нижнее, горизонтальное на вертикальной плоскости и вертикального снизу - вверх, обозначение 3;
- нижнее и нижнее в лодочку, обозначение 4.

По роду и полярности сварочного тока , а также по номинальному напряжению холостого хода источника питания, электроды подразделяются на 10 категорий:

Сварка только на постоянном токе обратной полярности, обозначение 0;
- сварка на переменном и постоянном токе любой полярности; напряжение холостого хода не менее 50, 70 и 80 В, обозначение соответственно 1;4;7;
- сварка на переменном токе или постоянной прямой полярности, при напряжении холостого хода не менее 50, 70 и 90 В, обозначение соответственно 2;5;8;
- сварка на переменном токе или постоянном токе обратной полярности, при напряжении холостого хода не менее 50,70 и 90 В обозначение соответственно 3;6;9.

По качеству , т.е. по состоянию поверхности покрытия электрода, механических свойств металла шва, выполненного данными электродами и по содержанию серы и фосфора в наплавленном металле, электроды делятся на группы 1, 2 и 3. Электроды 1-й группы обеспечивают более высокие свойства шва.

Диаметры электродов выпускаемых промышленностью: 1,6; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0; 10,0; 12,0 мм. В основном применяются электроды диаметром от 3,0 до 5,0 мм. диаметр электрода определяется диаметром металлического стержня.

Длина электродов зависит от их диаметра и степени легирования металлического стержня.

Для того чтобы использовать электроды в соответствии с их назначением, необходимо знать предусмотренную Стандартом структурную схему обозначений. В технической документации (чертежах, технологических картах и др.) условное обозначение электродов состоит из обозначения марки, диаметра, группы качества.

Например: электроды УОНИ - 13/45-3.0-2.

Условное обозначение электродов, которое указывается на этикетке упаковочной тары, представляет собой группу индексов, разделенных горизонтальной линией и включающих следующие данные:

Над линией: тип электрода, марка, диаметр, назначение, толщина покрытия, группа по качеству изготовления;
- под линией: характеристика металла шва, вид покрытия, допускаемое пространственное положение сварки, индекс рода тока и полярности;
- справа номера ГОСТов, регламентирующих требования к рассматриваемому типу электродов.

Классификация электродов для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей

Пример условного обозначения электродов, которое указывается на этикетке упаковочной тары (электроды марки электродов УОНИ-13/45):

Как правильно выбирать покрытые электроды

В первую очередь, при выборе покрытых электродов необходимо проверить будет ли металл шва соответствовать требованиям по механическим свойствам: прочности на растяжение, относительному удлинению и ударной прочности. Применительно к электродами для нелегированных сталей механические свойства могут быть определены по маркировке.

Сварочно-технологические свойства. Сварочно-технологические свойства электродов определяются, в первую очередь, видом его покрытия. Две последние цифры в обозначении электрода дают информацию о стабильности процесса в различных положениях сварки, а также о роде и полярности тока. Электродами рутилового типа выполнять сварку, как правило, легче и поэтому они применяются чаще других типов. Однако этот электродов, также как и электроды с кислым видом покрытия характеризуются достаточно высоким содержанием водорода в металле шва. Электродами с основным видом покрытия выполнять сварку значительно сложнее, так как ими трудно зажигать дугу и, к тому же, ее необходимо поддерживать очень короткой. Однако эти электроды обеспечивают прекрасные механические свойства металла шва.

Легирование металла шва. При сварке легированных сталей выбор электрода, как правило, зависит от требуемого химического состава металла шва. Обычно стремятся, чтобы металл шва имел тот же химический состав, что и основной металл. При сварке разнородных металлов легирование электрода обычно должно соответствовать менее легированному металлу. Однако, при сварке нелегированной и нержавеющей стали предпочтение должно отдаваться высоколегированным электродам с тем, чтобы снизить склонность к закаливанию металла шва, представляющего собой смесь обоих указанных сталей.

Экономические факторы. При выборе покрытых электродов немаловажным фактором является его скорость наплавки, измеряемая в кг/час. Высокопроизводительные электроды, как правило, более предпочтительные в этом отношении, однако их применение ограничено сваркой в нижнем и, иногда, в горизонтальном положениях. Оценить указанное свойство электродов можно по каталогам, которые предоставляются предприятиями изготовителями. При этом, естественно, необходимо обращать внимание на стоимость электродов от разных производителей.

При сварке покрытыми электродами сварщик должен стремиться использовать электрод полностью, оставляя огарок длиной не более 50 мм. К сожалению, плохой привычкой некоторых сварщиков является выбрасывание всего лишь наполовину использованного электрода, что приводит к неоправданно высокому их потреблению и частым остановкам при выполнении сварки.

Достоинства и недостатки процесса сварки ММА

Сварка ММА, без сомнения, наиболее распространенный процесс сварки, особенно, когда требуется выполнять короткие швы, обслуживание или ремонт, а также при выполнении монтажных работ. По сравнению с другими способами сварки (сварка в защитных газах плавящимся электродом – МИГ/МАГ, сварка ТИГ, сварка под флюсом) сварка ММА характеризуется следующими преимуществами:

Оборудование для ММА простое, недорогое и может быть переносным;не требуется
- дополнительной газовой или флюсовой защиты, так как и то и другое получается из покрытия;
- обеспечивается более надежная защита области сварки от воздействия ветра и сквозняков, по сравнению со сваркой МИГ/МАГ;
- этот способ сварки можно использовать в местах с ограниченным доступом;
- сварка ММА пригодна для сварки большинства черных и цветных металлов и сплавов (углеродистых, легированных и нержавеющих сталей, чугуна, химически разнородных металлов, а также меди, никеля, алюминия и их сплавов) практически любой толщины;
- сварка может выполняться в любом пространственном положении, что благоприятствует применению этого процесса сварки для соединений, которые не могут быть размещены в нижнем положении.

К недостаткам этого способа сварки можно отнести:

Перерывы в работе, связанные с заменой электрода. Как только остаточная длина электрода достигает длины примерно 50 мм, сварщик должен остановить процесс сварки и вставить в держатель вместо огарка новый электрод;
- необходимость удалять шлак после выполнения шва, а также в местах замков шва или перед следующим проходом;
- первые два фактора не позволяют повысить коэффициент использования рабочего времени выше 25%, что значительно ниже по сравнению с процессами сварки, использующими электродную проволоку (например, МИГ/МАГ или сварка порошковой проволокой FCAW);
- из-за наличия огарков и вследствие возможного разрушения покрытия имеет место большие потери электродов. В целом использует не более 65% электрода;
- этот способ не может быть применен для сварки металлов с низкой температурой плавления, таким как свинец, олово и цинк, а также их сплавам, так как не обеспечивает низкого тепловложения, требуемого в данном случае;
- этот способ не подходит для сварки таких химически активных металлов, как титан, цирконий и тантал, так не обеспечивается требуемой защиты металла шва и околошовной зоны от окисления кислородом;
- в связи с тем, что сварочный ток проходит постоянно по всей длине электрода это ограничивает максимально допустимый ток из-за опасности перегрева электрода и разрушения покрытия с последующим ухудшением стабильности процесса сварки и газовой защиты. В связи с этим, скорость наплавки при сварке ММА, как правило, ниже, чем при сварке МИГ/МАГ или FCAW.

После разработки этого процесса сварки его применение постоянно росло и достигло максимума в 1960 – 1970 годах. Затем сварка ММА начала терять свою популярность в пользу более высокопроизводительных процессов, таких как МИГ/МАГ или FCAW. Тенденции развития сварочной техники свидетельствуют о том, что объем использования ручной дуговой сварки покрытыми электродами будет сокращаться и в дальнейшем, однако она еще долгое время не потеряет своего значения.

Сварка, проще говоря – соединение материалов путем их сплавления . Этот процесс происходит под действием высокой температуры. При этом происходит расплавление краев свариваемых деталей и вдобавок – дополнительно вводимого в зону сварки такого же материала. В результате получается аккуратный, практически монолитный сварочный шов, который надежно скрепляет эти детали. В основном сварку применяют для соединения металлов, хотя иногда используют и при работе с пластмассами. Мы будем рассматривать сварку металлов, как наиболее распространенную – этой технологией многие пользуются дома.

Чтобы расплавить края деталей, нужна очень высокая температура. Она получается при помощи так называемой сварочной дуги. Это тот самый огненно – яркий поток плазмы, который все видели, когда сварщик «чиркает» сварочным электродом по металлу, а потом отводит его на некоторое расстояние. Дело в том, что к самой детали подведен один из электродов сварочного аппарата, а в руке сварщик держит другой. При касании под действием тока большой силы и возбуждается сварочная дуга. Ток имеет такую большую силу – сотни Ампер, что даже отведя электрод на несколько сантиметров, сварочная дуга не гаснет. Этот процесс называется «возбуждением сварочной дуги». Здесь важную роль имеет мастерство сварщика.

Дальше идет сам процесс сварки. Медленно ведя электродом над краями деталей, сварщик вызывает их расплавление высокой температурой – несколько тысяч градусов. При этом расплавляется и кончик электрода в руке сварщика. Расплавленный металл, смешиваясь, образует так называемую «сварочную ванну», которая, застывая, и образует сварочный шов. После этого на правильно выполненном шве образуется шлаковая корка и не должно быть прожогов металла и так называемых «кратеров». «Кратеры» - это дефект сварки. Они образуются при резком прерывании сварки и представляют собой углубление в металле – напоминает лунный кратер. Это слабое место и опытный сварщик никогда не оставляет таких дефектов.

Сварочный электрод – не просто проволока. Внутри это проволока, которая может быть из разных металлов и сплавов. Она покрыта специальным покрытием. Расплавляясь, оно образует газовую защиту «сварочной ванны» от кислорода, специальные легирующие добавки улучшают свойства металла, кроме того образуется шлаковая корка на шве. Эта корка – не дефект. Она защищает быстро остывающий металл от действия кислорода, не давая ему окисляться, и атмосферного азота, который ухудшает свойства металла. Кроме того, охлаждение происходит не так быстро. Как видим – каждая мелочь имеет свое большое значение.

Основное устройство в процессе сварки – сварочный аппарат. Его назначение – из обычного напряжения в 220 вольт получить ток низкого напряжения, но очень большой силы. Сейчас это уже не примитивные трансформаторы. Современный сварочный аппарат называется «сварочный инвертор». Именно такие устройства можно увидеть в магазине, а кое у кого они есть и дома.

Это устройство имеет довольно скромные размеры, благодаря особой схеме преобразования тока. На входе обычное сетевое напряжение с частотой 50 Гц превращается в высокочастотное, с частотой в сотни килогерц. Затем при помощи трансформатора происходит преобразование тока и напряжения. Секрет здесь в том, что высокочастотные трансформаторы гораздо компактнее, чем низкочастотные. Затем ток переменный превращается в постоянный и подается на электроды. Это очень упрощенная схема, конечно. На самом деле все гораздо сложнее.

Все преобразования тока в сварочном инверторе контролируются процессором. Это позволяет не только точно соблюдать техпроцесс, но и легко менять режимы для разных металлов и сплавов. Даже можно запрограммировать нужный режим! Кроме того, имеются некоторые автоматические режимы, которые позволяют даже новичку выполнять сварку легко и качественно.

Конечно, это не единственный вид сварки, просто самый распространенный. Есть еще плазменная и лазерная сварка, аргонно – дуговая и газовая и много других разновидностей. Но в основном они применяются в промышленности.

Дуговая сварка

Дуговая сварка - процесс, при котором теплота, необходимая для нагрева и плавления металла, получается за счёт электрической дуги , возникающей между свариваемым металлом и электродом. Под действием теплоты электрической дуги кромки свариваемых деталей и электродный металл расплавляются, образуя сварочную ванну , которая некоторое время находится в расплавленном состоянии. При затвердевании металла образуется сварное соединение . Энергия, необходимая для образования и поддержания электрической дуги , получается от специальных постоянного или переменного тока.

История электросварки

Классификация

Классификация дуговой сварки производится в зависимости от степени механизации процесса, рода тока и полярности, типа сварочной дуги, свойств сварочного электрода , вида защиты зоны сварки от атмосферного воздуха и др.

По степени механизации различают:

• ручную дуговую сварку
• полуавтоматическую дуговую сварку
• автоматическую дуговую сварку

Отнесение процессов к тому или иному способу зависит от того, как выполняются зажигание и поддержание определённой длины дуги, манипуляция электродом для придания шву нужной формы, перемещение электрода по линии наложения шва и прекращения процесса сварки.

При ручной дуговой сварке указанные операции, необходимые для образования шва, выполняются человеком вручную без применения механизмов.

При полуавтоматической дуговой сварке плавящимся электродом механизируются операции по подаче электродной проволоки в сварочную зону, а остальные операции процесса сварки осуществляются вручную.

При автоматической дуговой сварке под флюсом механизируются операции по возбуждению дуги, поддержанию определённой длины дуги, перемещению дуги по линии наложения шва. Автоматическая сварка плавящимся электродом ведётся сварочной проволокой диаметром 1-6 мм; при этом режим сварки (ток, напряжение, скорость перемещения дуги и др.) более стабилен, что обеспечивает однородность качества шва по его длине, в то же время требуется большая точность в подготовке и сборке деталей под сварку.

По роду тока различают:

• электрическая дуга , питаемые постоянным током прямой полярности (минус на электроде)
• электрическая дуга , питаемая постоянным током обратной (плюс на электроде) полярности
• электрическая дуга питаемая переменным током

По типу дуги различают

• дугу прямого действия (зависимую дугу)
• дугу косвенного действия (независимую дугу)

В первом случае дуга горит между электродом и основным металлом, который также является частью сварочной цепи, и для сварки используется теплота, выделяемая в столбе дуги и на электродах; во втором - дуга горит между двумя электродами.

Cм. также

Источники

• Сайт, посвященный 150-летию Николая Гавриловича Славянова

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Дуговая сварка" в других словарях:

Современная энциклопедия

дуговая сварка - Сварка плавлением, при которой нагрев осуществляется электрической дугой. [ГОСТ 2601 84] [ГОСТ Р ИСО 857 1 2009] [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] Тематики сварка, резка, пайка EN arc welding DE… … Справочник технического переводчика

Дуговая сварка - (электродуговая сварка), сварка плавлением, при которой детали в месте соединения нагреваются электрической дугой. Дуговой разряд возбуждается в основном между свариваемым металлом и плавящимся или неплавящимся электродом (стержень, пластина или… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

- (электродуговая сварка) вид сварки, при которой кромки свариваемых металлических частей расплавляют дуговым разрядом между электродом и металлом в месте соединения … Большой Энциклопедический словарь

ДУГОВАЯ СВАРКА - способ соединения металлических частей путём местного сплавления их кромок теплотой дугового разряда между электродом и металлом в месте соединения … Большая политехническая энциклопедия

дуговая сварка - 2.6 дуговая сварка: Сварка плавлением, при которой необходимую температуру плавления получают посредством электрической дуги. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

дуговая сварка - сварка, при которой свариваемые поверхности нагреваются электрической дугой, которая плавит основной металл и стержень электрода (при металлическом электроде, образуя сварочную ванну, дающую при затвердевании сварной шов.… … Энциклопедический словарь по металлургии

Электродуговая сварка, сварка плавлением, при к рой нагрев соединяемых деталей осуществляется электрической дугой. Дуговой разряд возбуждается между свариваемым (основным) металлом и электродом(дуга прямого действия); между двумя электродами без… … Большой энциклопедический политехнический словарь

- (электродуговая сварка), вид сварки, при которой кромки свариваемых металлических частей расплавляют дуговым разрядом между электродом и металлом в месте соединения. * * * ДУГОВАЯ СВАРКА ДУГОВАЯ СВАРКА (электродуговая сварка), вид сварки, при… … Энциклопедический словарь

Arc welding (AW) Дуговая сварка. Группа методов сварки, осуществляющих соединение металлов путем нагрева дугой с или без приложения давления и с или без использования присадочного металла. (