Техника ручной дуговой сварки

Категория:
Сварка металлов


Техника ручной дуговой сварки

Выбор режима ручной дуговой сварки. Под режимом сварки понимают совокупность контролируемых параметров, определяющих условия сварки. Параметры режима сварки подразделяют на основные и дополнительные. К основным параметрам режима ручной сварки относят диаметр электрода, величину, род и полярность тока, напряжение на дуге, скорость сварки, число проходов. К дополнительным относят величину вылета электрода, состав и толщину покрытий электрода, положение электрода и положение изделия при сварке.

Рис. 1. Электрододержатели для ручной дуговой сварки

Диаметр электрода выбирают в зависимости от толщины металла, катета шва, положения шва в пространстве.

Сила тока в основном зависит от диаметра электрода, но также от длины его рабочей части, состава покрытия, положения сварки.

Однако при чрезмерном токе для данного диаметра электрода электрод быстро перегревается выше допустимого предела, что приводит к снижению качества шва и повышенному разбрызгиванию. При недостаточном токе дуга неустойчива, часто обрывается, в шве могут быть непровары.

Сварку швов в вертикально и потолочном положениях выполняют, как правило, электродами диаметром не более 4 мм. При этом сила тока должна быть на 10—20% ниже, чем для сварки в нижнем положении.

Напряжение дуги изменяется в сравнительно узких пределах 16—30 В.

Техника сварки. Дуга может возбуждатьоя двумя приемами: касанием впритык и отводом перпендикулярно вверх или «чирканием» электродом, как спичкой. Второй способ удобнее, но неприемлем в узких и неудобных местах.

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 электродами основного типа приводит к пористости металла.

В процессе сварки электроду сообщается движение в трех направлениях.

Первое движение — поступательное, по направлению оси электрода. Этим движением поддерживается постоянная, в известных пределах, 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 тока, диаметра электрода, скорости его плавления, вида шва и других факторов.

Третье движение — перемещение электрода поперек шва для получения шва шире, чем ниточный валик, так называемого уширенного валика.

Рис. 1. Траектория движения конца электрода при ручной дуговой сварке

Рис. 2. Схемы сварки: а — напроход, б — от середины к краям, в — обратноступенчатым способом, г — блоками, д — каскадом, е — горкой; А — направление заполнения разделки; стрелками указано направление сварки, 1—5 — последовательность сварки в каждом слое

Для повышения работоспособности сварных конструкций, уменьшения внутренних напряжений и деформаций большое значение имеет порядок заполнения швов.

Под порядком заполнения шва понимают как порядок заполнения разделки шва по поперечному сечению, так и последовательность сварки по длине шва.

По протяженности все швы условно можно разделить на три группы: короткие — до 300 мм, средние — 300—1000 мм, длинные >1000 мм.

В зависимости от протяженности шва, материала, требований к точности и качеству сварных соединений сварка таких швов может выполняться различно.

Короткие швы сваривают на проход — от начала шва до его конца. Швы средней длины варят от середины к концам или обратно-ступенчатым методом.

Швы большой длины варят двумя способами: от середины к краям — обратноступенчатым способом и вразброс.

При обратноступенчатом методе весь шов разбивается на небольшие участки длиной по 150—200 мм, на каждом участке сварку ведут в направлении, обратном общему направлению сварки. Длина участков обычно равна от 100 до 350 мм.

В зависимости от количества проходов (слоев), необходимых для выполнения проектного сечения шва, различают однопроходный (однослойный) и многопроходный (многослойный) швы.

С точки зрения производительности наиболее целесообразными являются однопроходные швы, которые обычно применяют при сварке металла небольших толщин (до 8—10 мм) с предварительной разделкой кромок.

Сварку соединений ответственных конструкций большой толщины (свыше 20— 25 мм), когда появляются объемные напряжения и возрастает опасность образования трещин, выполняют с применением специальных приемов заполнения швов «горкой» или «каскадным» методом.

При сварке «горкой» сначала в разделку кромок наплавляют первый слой небольшой длин^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 этой «горки» сварку ведут в разные стороны короткими швами тем же способом. Таким образом, зона сварки все время находится в горячем состоянии, что предупреждает появление трещин. «Каскадный» метод является разновидностью горки. Соединения под сварку собирают в приспособлениях, чаще всего с прихватками.

Рис. 3. Поперечные сечения стыковых швов: а — однопроходных (однослойных), б — многослойных, в — многопроходных; 1 — VI — слои, 1 — 11 — проходы

Рис. 4. Положение электрода и изделия при выполнении угловых швов: а — сварка в симметричную «лодочку», б — в несимметричную “лодочку”, в — «в угол» наклонным электродом, г —- с оплавлением кромок

Техника ручной дуговой сварки в значительной мере определяет форму, размеры и качество сварного шва. В свою очередь форма и размеры сварного шва существенно влияют на качество сварного соединения. Овладение техникой ручной сварки и профессиональными трудовыми навыками электросварщика ручной сварки является сложным и трудоемким процессом. Оно требует от начинаю-ш-го электросварщика упорства и настойчивости в достижении цели длительных тренировок. Высокое качество сварки и надежность сварных конструкций гарантируются только при постоянной работе высококвалифицированных электросварщиков. При длительном перерыве в работе (болезнь, отпуск и т. д.) даже высококвалифицированному электросварщику требуется определенное время для восстановления навыков.

Зажигание дуги. Сварочная дуга зажигается после короткого замыкания сварочной цепи, в момент отрыва электрода от изделия. Возбуждение дуги можно производить двумя способами: впритык и чирканьем (рис. 1).

При первом способе сварщик концом электрода прикасается к изделию (основному металлу), а затем отводит его на небольшое расстояние (2—4 мм). При втором способе, его еще называют «спичкой», сварщик проводит (чиркает) по поверхности основного металла концом электрода и отводит его на небольшое расстояние (2—4 мм). В том и другом случае приближение электрода к изделию производится быстро, а отвод электрода—замедленно. До момента образования дуги электросварщик должен закрыть лицо щитком или маской.

Если дуга с первого раза не возбуждается, необходимо повторить приемы ее зажигания. Длительное прикосновение электрода к изделию вызывает его прилипание (приваривание). В этом случае отделить электрод необходимо быстрым отламывающим движением.

Манипулирование электродом. В процессе сварки электросварщик сообщает концу электрода движение одновременно в трех направлениях (рис. 2).

1. Поступательное движение вниз по оси электрода для поддержания необходимой длины дуги. Чтобы дуга горела устойчиво (стабильно), необходимо поддерживать постоянство ее длины. Длина дуги оказывает большое влияние на качество и формирование сварного шва. Сварку рекомендуется вести короткой дугой. При короткой дуге обеспечивается большая глубина проплавления и лучшая защита расплавленного металла от окружающей атмосферы, т. е. гарантируется высокое качество металла шва. При сварке длинной дугой повышается разбрызгивание металла, сварной шов оказывается насыщенным газами, повышается его пористость.

Рис. 1. Способы зажигания дуги:
а — впритык; б — чирканьем (спичкой); 1 — положение электрода начальное; 2 — положение электрода при горении дуги

Рис. 2. Манипуляции электродом:
1 — движение вниз по мере оплавления электрода; 2 — движение вдоль оси шва; 3 — колебательное движение поперек шва

Ориентировочно длина дуги должна быть в пределах 0,5—1,0 диаметра электрода. Дуга, превышающая диаметр электрода, считается длинной. Длинная дуга горит неустойчиво и может самопроизвольно обрываться.

Для обеспечения высокого качества шва сварщик должен непрерывно поддерживать короткую дугу постоянной длины. Техника сварки на короткой дуге сложнее, требует высокой квалификации сварщика и специальных навыков.

2. Второе движение — в направлении сварки вдоль оси шва. Скорость движения электрода вдоль шва определяется режимом сварки (диаметр электрода, величина тока), типом сварного соединения и пространственным положением сварки. Правильно выбранная скорость перемещения электрода обеспечивает правильное формирование и качество сварного шва. Недостаточная скорость перемещения электрода приводит к перегреву и прожогу (сквозное проплавление) металла. Чрезмерная скорость перемещения электрода уменьшает глубину проплавления и приводит к непровару.

Сварной шов, образованный в результате первого и второго движения электрода, называется «ниточным». При правильно выбранной скорости перемещения электрода вдоль шва ширина «ниточного» шва (валика) получается не более 1,5 диаметра электрода. Такой шов находит применение при сварке тонкого металла, при проваре корня шва, при сварке в потолочном положении.

3. Третье движение — колебательное, концом электрода поперек шва для получения шва нужной ширины и равномерного расплавления свариваемых кромок. Поперечные колебания концом электрода обеспечивают лучшие прогрев и проплавление кромок основного металла и замедляют остывание сварочной ванны. В процессе колебательных движений середину пути проходят быстро, замедляя движение в крайних точках. Траектория поперечных колебательных движений концом электрода определяется размерами сварного шва, формой подготовки кромок под сварку, пространственным положением сварки, индивидуальными навыками электросварщика (рис. 3). Ширина шва (валика) не должна превышать трех диаметров электрода, при большей ширине возможно образование дефектов в сварном шве.

Сложность овладения навыком ручной сварки покрытыми электродами состоит в том, что в процессе одновременного движения концом электрода в трех направлениях электросварщик должен поддерживать короткую дугу постоянной длины. Только это условие обеспечит устойчивое горение дуги, глубокий провар, хорошую защиту расплавленного металла от окружающей атмосферы, малое разбрызгивание, хорошее формирование шва и, в конечном итоге, высокое качество сварки.

Рис. 3. Колебательное движение электродом поперек шва:
а — для усиленного прогрева кромок; б — для усиленного прогрева одной кромки; в — для усиленного прогрева корня (середины) шва; г — для равномерного прогрева сварочной ванны

На процесс формирования сварного шва существенное влияние оказывает угол наклона электрода относительно направления сварки. Сварку можно вести вертикально расположенным электродом или при его наклоне под углом 70—80°. При таких положениях электрода капли электродного металла, перемещающиеся при плавлении электрода в направлении его оси, полностью попадают в сварочную ванну. Различают сварку с наклоном электрода относительно направления сварки углом вперед и углом назад (рис. 4). Изменяя наклон электрода, сварщик может регулировать глубину провара, ширину шва, способствовать лучшему формированию валика шва. При сварке углом вперед глубина проплавления (провара) уменьшается, а ширина шва увеличивается в сравнении со сваркой вертикальным электродом. Это объясняется снижением давления столба дуги на поверхность расплавленного металла, т. к. расплавленный металл затекает под столб дуги. При сварке углом назад глубина проплавления возрастает, а ширина шва уменьшается в сравнении со сваркой вертикальным электродом. В этом случае происходит более интенсивное вытеснение расплавленного металла из-под столба дуги.

Рис. 4. Угол наклона электрода относительно направления сварки (указано стрелкой); а— вертикальное положение электрода; б — углом вперед; в — углом назад


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум