24artstroy.ru

Строительный журнал
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Особенности ручной дуговой сварки покрытыми электродами

Особенности ручной дуговой сварки покрытыми электродами

Существует множество типов сварки, но среди них особняком стоит ручная дуговая сварка с помощью покрытых электродов. Ручная дуговая сварка покрытыми электродами — это один из самых популярных способов соединить металлические конструкции в условиях мелкого производства или домашней сварки. Электроды с покрытием заменяют флюс и газ, с их помощью можно сделать качественный и надежный шов, не применяя дорогостоящего оборудования и не имя навыков профессиональной сварки.

Современный рынок предлагает разные типы электродов с покрытием, и начинающему сварщику довольно сложно разобраться в таком разнообразии. Мы упростим вам задачу и кратко расскажем все, что нужно знать о покрытых электродах, научим пользоваться ими в домашних условиях и поведаем обо всех особенностях, которые стоит учесть.

Сварка пучком электродов

Сущность процесса сварки пучком электродов состоит в том, что несколько электродов с защитным покрытием закрепляют друг с другом тонкой проволокой в трёх местах. Оголённые от покрытия концы электродов скрепляют между собой сварочными прихватками. Схема сварки показана на рисунке:

Сварочный ток подводят одновременно ко всем электродам. Возбуждение дуги происходит на том электроде, который находится ближе всего к свариваемому металлу. В процессе сварки электрическая дуга переходит от одного электрода к другому. Использование такого способа ручной дуговой сварки позволяет избежать большого нагрева электродов, поэтому, появляется возможность устанавливать большую силу тока.

К примеру, если используются три электрода диаметром 3мм, то силу сварочного тока устанавливают 300А. Потери на угар и разбрызгивание металла не увеличиваются. Такой способ сварки позволяет увеличить производительность сварочных работ на 50-100%. Из-за постоянного подогревания электродов, коэффициент их наплавки увеличивается. Недостаток такого способа сварки состоит в том, что не получается проварить корень сварного шва из-за большого размера пучка электродов. Поэтому, для провара корня шва используют тонкий электрод, а затем, заплавляют шов пучком электродов.

Высокопроизводительные способы дуговой сварки покрытым электродом

Высокопроизводительные способы дуговой сварки‌

Для повышения производительности ручной дуговой сварки разработано несколько способов.
Один из них называется сваркой с глубоким проплавлением (благодаря такому методу производительность труда возрастает примерно на 50–70 %), в основу которого положено уменьшение объема наплавленного металла на единицу длины сварного шва. Чтобы добиться этого, применяют электрод с увеличенной толщиной покрытия. Поскольку его стержень расплавляется быстрее, чем покрытие, то последнее образует своеобразный «чехольчик», опираясь на который сварщик перемещает электрод вдоль шва, причем совершать колебательные движения не требуется. При сварке электрод надо наклонять к линии шва под углом в 70– 80° (рис. 76). В процессе сварки расплавленный металл под давлением газов стремится в сторону, противоположную движению электрода, и формирует валик шва. Одновременно с этим основной металл открывается и оказывается под непосредственным воздействием сварочной дуги.

Рис. 76. Положение электрода при сварке с глубоким проплавлением (стрелкой указано направление сварки): 1 – шлак; 2 – металл шва; 3 – сварной шов; 4 – электрод; 5 – основной металл

Для образования узкого шва необходимо увеличить нажим на электрод в направлении сварки, а для получения широкого шва – ослабить его.

Глубина проплавления основного металла возрастает за счет короткой дуги и значительной концентрации теплоты. При этом «чехольчик» препятствует разбрызгиванию металла и снижает его потери на угар. Сварочный ток повышают на 4060 %, что тоже способствует увеличению глубины проплавления (с каждыми 50 А глубина провара увеличивается на 1 мм).

Повышает производительность сварочных работ применение одновременно двух или нескольких электродов. Сдвоенный электрод образуют два стержня длиной 450 мм, изготовленные из электродной проволоки. Их складывают вместе и наносят общий слой покрытия, вес которого должен составлять

25 % от веса стержней. Приемы сварки не отличаются от тех, что ведутся одиночным электродом (это касается и сварочного тока,

который может быть как постоянным, так и переменным). Основная разница заключаются в том, что:

сдвоенный электрод держат так, чтобы оси его стержней попадали в плоскость оси шва;

электродержатель должен поддерживать контакт с обоими стержнями электрода;

шов располагают под небольшим углом (5-10°);

рабочий ведет сварку по направлению к себе и наклоняет электрод под углом в 60–70° к поверхности металла.

Сварка сдвоенными электродами обладает следующими преимуществами:

позволяет работать при повышенном токе, благодаря чему объем наплавленного металла и производительность труда возрастают на 50–80 %;

время полезного горения дуги увеличивается вдвое, поскольку можно сказать, что работа ведется электродом длиной 900 мм. Следовательно, время на смену

электрода сокращается в 2 раза;

снижаются потери металла (при сварке одиночным электродом они составляют 20– 25 %, а при сдвоенном – 8-10 %);

условия труда улучшаются, потому что при стабильном горении сварочной дуги электрод не перегревается, а жидкий металл меньше разбрызгивается;

за один проход можно сварить металл толщиной до 12 мм.

Количество электродов можно увеличить. В этом случае сварку осуществляют пучком электродов, которые складывают и прихватывают в точке контакта с электродержателем, вследствие чего одновременно все электроды обеспечиваются током (хотя корневой шов следует накладывать одиночным электродом). Благодаря такой работе производительность сварки повышается примерно в 2 раза, а расход электроэнергии снижается приблизительно на 2030 %.

Читать еще:  Можно ли полуавтоматом варить электродом?

Ориентировочные режимы работы

увеличенным количеством электродов представлены в табл. 23.

Таблица 23. РЕЖИМЫ РУЧНОЙ ДУГОВОЙ

СВАРКИ НЕСКОЛЬКИМИ ЭЛЕКТРОДАМИ

В ряде случаев, в частности при

выполнении швов со значительным объемом наплавленного металла (например, при заварке дефектов стального литья, наплавке и др.), применяют сварку трехфазной дугой (рис. 77).

Рис. 77. Схема горения сварочных дуг при

сварке трехфазной дугой: 1 – основной металл; 2, 6 – дуга между электродом и металлом; 3, 4

– электрод; 5 – дуга между электродами

Суть данного способа заключается в том, что к двум электродам и основному металлу подключается переменный ток одновременно

от трех фаз источника тока (две фазы к электродержателю, одна – к основному металлу). Это означает, что возбуждаются три сварочные дуги: две между электродами и металлом, а третья – между электродами. Благодаря такому способу сварки увеличиваются количество выделяющейся теплоты, скорость плавления электродов и производительность труда (в 2–3 раза).

В совокупности это означает, что за 1 час горения трехфазной дуги и при использовании электродов диаметром 6 мм количество наплавленного металла во время работы может составить 8 кг.

Понятно, что для такой сварки необходимы особые электроды (рис. 78).

Рис. 78. Конструктивная схема

двухстержневого электрода для сварки трехфазной дугой: 1 – электрод; 2 – общее покрытие; 3 – зачищенный конец

Расстояние между электродами определяется диаметром стержня (табл. 24).

Таблица 24. СООТНОШЕНИЕ ДИАМЕТРА

СТЕРЖНЕЙ ЭЛЕКТРОДОВ И РАССТОЯНИЯ МЕЖДУ НИМИ

Трехфазной дугой выполняют стыковые и

тавровые соединения в нижнем положении и под углом в 45°. Тавровое соединение предпочтительнее варить «в лодочку». Чтобы увеличить глубину провара и предотвратить пористость шва, необходимо, чтобы конец электрода касался основного металла кромкой козырька покрытия, появляющегося при плавлении. При сварке в нижнем положении величина сварочного тока составляет 200–220 и 280–320 А при диаметре электрода 5 и 6 мм соответственно.

Режимы сварки стыковых соединений наглядно представлены в табл. 25.

Таблица 25. РЕЖИМЫ СВАРКИ

СТЫКОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ ТРЕХФАЗНОЙ

1. Также повышает производительность

сварка наклонным и лежачим электродами (рис. 79).

Рис. 79. Способы сварки: а — наклонным электродом: 1 — электрод; 2 — обойма; 3 -штанга; б – лежачим электродом: 1, 3 – электроды; 2 – разделка шва

В первом случае электрод устанавливают в штангу с подвижной обоймой, в ней его наклонно фиксируют и подводят через нее ток. При плавлении он будет опускаться вниз, совершая параллельные самому себе движения и сохраняя угол наклона. Одновременно с ним по штанге будет скользить и обойма. Для возбуждения дуги используют вспомогательный, например угольный, электрод. При сварке электрод опирается на основной металл козырьком, который образует плавящееся покрытие, благодаря чему поддерживается стабильное горение дуги.

Чем больше угол наклона электрода относительно изделия, тем шире наплавленный валик. Для получения уширенного валика применяют не один электрод, а гребенку из 3–5 штук. Величину тока увеличивают на 50–70 % по сравнению с обычной ручной сваркой.

Для электрода диаметром 6-10 мм угол наклона должен составлять 25–30° (при меньшем качество шва резко падает, а потери на разбрызгивание металла возрастают). Длина электрода составляет 1200 мм. Ток пропускают из расчета 40 А на 1 мм диаметра электрода.

Такой способ показал особую эффективность при выполнении коротких швов.

Во втором в разделку укладывают толстопокрытый электрод (1,5–3 мм). Дугу возбуждают вспомогательным электродом. Она горит под слоем покрытия и перемещается по длине электрода (которая составляет не более 1200 мм, чтобы не допускать перегрева) по мере того, как он плавится.

Если осуществляется многослойная сварка, то в шов можно заложить несколько электродов (рис. 80), причем каждый из них будет работать от отдельного источника питания.

Для сварки наклонными и лежачими электродами используют специальные электроды марок ОЗС-12, ОЗС-17 Н, ОЗС-15 Н и диаметром 4, 5 и 6 мм.

Рис. 80. Многослойная сварка

несколькими лежачими электродами: 1 – основной металл; 2 – электроды; 3 – медная накладка; 4 – бумага; 5 – стальная накладка; 6– подкладка

Техника и технология ручной дуговой сварки

По сравнению с другими видами сварки, ручная сварка требует больше навыков и умений от сварщика, так как все операции выполняются вручную.

Условно выполнение сварочного шва можно разделить на три этапа: зажигание дуги, выполнение шва, окончание сварки или заварка кратера.

Существует два способа зажигания сварочной дуги — касанием и чирканьем. По окончанию сварки нельзя сразу обрывать дугу, иначе в месте окончания образуется кратер. Перед тем как оборвать дугу ее сначала перемещают на верхний край сварной ванны, а потом резко обрывают. При окончании сварки можно также использовать технику заварки кратера.

Техника выполнения шва зависит от пространственного положения, типа соединения, толщины сварных деталей, протяжности соединения и доступности шва. Во время сварки покрытым электродом от сварщика требуется одновременно перемещать электрод в трех направлениях.

Ручная дуговая сварка стыковых швов в нижнем положении

Чтобы избежать прожогов при выполнении корневого шва или сварке тонких деталей используют съемные медные или стальные подкладки.

Читать еще:  Как заварить чугун обычным электродом?

Ручная дуговая сварка угловых швов в нижнем положении

Сварка угловых швов в нижнем положении выполняется при сварке угловых, тавровых и нахлесточных соединений. Угловые швы в нижнем положении с катетом шва до 10 мм свариваются за один проход, электродами до 5 мм без колебательных движений концом электрода.

Ручная дуговая сварка в вертикальном положении

При сварке вертикальных швов сварку можно вести снизу вверх (на подъем) и сверху вниз (на спуск). Силу сварочного тока при сварке в вертикальном положении уменьшают на 10% по сравнению из нижним положением, а сварку ведут короткой дугой. Это необходимо для того, чтобы жидкий металл не вытекал из сварочной ванны. Использовать сварочные электроды допускающие сварку в вертикальном положении.

Ручная сварка горизонтальных швов


Сварка горизонтальных швов выполняется вертикально расположенным электродом. Ток уменьшается на 15-20% по сравнению с нижним положением, а сварку ведут короткой дугой. При подготовке кромок делается скос только верхней кромки, скос нижней кромки не требуется. Начинают сварку на нижней кромке, а потом перемещают дугу на верхнюю кромку. Соединения толщиной более 8 мм сваривают многопроходными валиками.

Ручная сварка в потолочном положении

При сварке в потолочном положении расплавленный металл пытается вытечь вниз из сварочной ванны, поэтому сварку выполняют только короткой дугой. Силу сварочного тока уменьшают на 15-20% по сравнению с нижним положением. Детали толщиной более 8 мм сваривают многопроходными швами.

Газы, которые выделяются при плавлении электродных покрытий, поднимаются вверх и могут остаться в сварном шве. Чтобы избежать этого используют только хорошо просушенные электроды.

Валики шва накладываются в разделку тремя способами: лесенкой, полумесяцем и обратно-поступательно.

Самый распространенный способ электродуговой сварки является способ сварки с помощью металлических электродов.

Схематический процесс электродуговой сварки и её виды изображены на рис. 1.

Виды электродуговой сварки.

Рис. 1. Виды дуговой электросварки:

а – сварка металлическим электродом:

1 – генератор; 2,3 – провод; 4 – металл; 5 – электрододержатель; 6 – электрод; 7 электрическая дуга.

б – сварка угольным электродом:

1 – электрическая дуга; 2 – электрод угольный; 3 – металл; 4 – присадочный пруток; 5 – держатель.

Технология ручной дуговой сварки.

Ток от генератора или трансформатора 1 по проводу 2 подводится к свариваемому металлу 4, а по проводу 3—к электрододержателю 5, в который зажимается электрод 6. Сварщик, приближая электрод к свариваемому металлу, замыкает цепь, возникает электрическая дуга 7. От тепла электрической дуги металл нагревается до температуры плавления и происходит слияние двух металлов. Расплавленный металл электрода служит присадочным материалом. Оказывать механические усилия на свариваемые детали при этом способе электросварки не требуется.

Преимущества и недостатки сварки постоянным и переменным током.

Электродуговая сварка выполняется как при переменном, так и постоянном токе.

Преимущества и недостатки постоянного тока.

Постоянный ток дает более устойчивую электрическую дугу и, благодаря неодинаковому выделению тепла на положительном и отрицательном полюсах, допускает более гибкую регулировку распределения тепла, применяя прямую (отрицательный полюс на электроде) или обратную (отрицательный полюс на детали) полярности. Это имеет большое значение при сварке цветных металлов, тонких листов металлов и некоторых марок специальных сталей. Оборудование для сварки на постоянном токе в 1,5 раза дороже оборудования для сварки на переменном токе.

Преимущества переменного тока.

Преимуществом сварки на переменном токе служат небольшие габариты, малый вес и сравнительно невысокая стоимость электросварочных трансформаторов, а также простота их эксплуатации и значительная экономичность.

Недостатки переменного тока.

К недостаткам сварки на переменном токе относятся трудность выполнения потолочной и вертикальной сварки и необходимость употребления более дорогих обмазных электродов. Качество сварки при использовании переменного и постоянного тока равноценно.

Сварка угольным электродом.

Другим способом электросварки является сварка угольным электродом.

Процесс сварки угольным электродом.

Процесс электросварки угольными электродами следующий (см. рис. 1, б). При сварке электрическая дуга 1 возникает между угольным или графитовым электродом 2 и свариваемой деталью 3. Шов получается при плавлении прутка 4, который называется присадочным прутком, он вводится со стороны в электрическую дугу. Для начала сварки электроды графитовые или угольные зажимаются в держатель 5. Одновременно происходит плавление электрической дугой кромок свариваемого металла. Такой способ сварки в промышленности применяется очень редко.

Значит, для угольного электрода присадочным материалом для заполнения шва будет пруток, который вводится со стороны в электрическую дугу, а при сварке металлическим электродом присадочным материалом будет металл самого электрода.

Преимущества электродуговой сварки перед газовой заключаются в том, что она в три-четыре раза дешевле газовой и безопасна от взрыва горючих газов.

Технология ручной дуговой сварки покрытыми электродами

Технология ручной дуговой сварки включает в себя следующие операций: разделку и подготовку сварочных кромок, возбуждение сварочной дуги, перемещение электрода в время сварки, порядок наложения сварных швов в зависимости от марки материалов и конструкции сварных соединений.

Ручная дуговая сварка требует качественной подготовки кромок и прилегающий поверхности свариваемых деталей. Механическую обработку и зачистку, свариваемых деталей выполняют на станках или вручную. Свариваемые кромки зачищают до металлического блеска, не должно быть следов ржавчины, рыхлого слоя окалины грязи, масляных пятен, потому что недостаточно качественная подготовка приведет к дефектам и как следствие уменьшению прочностных характеристик сварного соединения. Обязательной зачистке подлежат свариваемые кромки и прилегающая к ним поверхность металла шириной не менее 20 мм;

Читать еще:  Сушилка для электродов своими руками

Форма подготовки кромок под ручную дуговую сварку покрытыми электродами устанавливается стандартами на конструктивные элементы сварных соединений в зависимости от толщины деталей. Угол скоса кромок, притупление и зазор между соединяемыми деталями должны быть равномерными и не выходить за пределы установленных допусков.

Конструктивные элементы сварных соединений

Сборочно-подготовительные работы следует проводить в таком порядке, чтобы конструкция располагалась удобно для работы и проведения сварки в нижнем положении. Все изделия, поступающие на сборку, должна проверятся на соответствие чертежам и правильности подготовки кромок под сварку. Для предотвращения в процессе сварки деформаций сборку следует проводить на прихватках или в жестко закрепленных кондукторах. Для прихватки применяются те же электроды что и для сварки если иное не оговорено в технической документации. Длина прихваток должна быть не менее 50 мм с шагом не менее 500 мм. Для избежания дефектов в конце сварки необходимо использовать выводные планки.

Зажигание сварочный дуги производится двумя способами, сварщик касается концом покрытого электрода до поверхности свариваемого изделия, или чиркает концом электрода по поверхности металла и быстро отводит его в сторону примерно на 2-4 мм. Так возбуждается дуга. При сварке длину дуги следует поддерживать постоянной, минимально возможной, для чего сварщик подает покрытый электрод по мере его плавления. Слишком длинная дуга не обеспечивает необходимой глубины проплавления основного металла, идет чрезмерно сильное разбрызгивание металла, и плохая защита от атмосферного воздуха, в результате возможно образование недопустимых дефектов. Короткая сварочная дуга обеспечивает, мелко капельный перенос металла, покрытый электрод расплавляется равномерно процесс сварки идет более стабильно чем при длинной дуге.

Если сварочная дуга обрывается, следует зачистить место обрыва. Возобновлять сварку следует отступив от места обрыва 5 — 10 мм на ранее наплавленный валик, и тщательно заварить кратер образовавшийся в месте обрыва.

При сварке электрод нужно держать под определенным углом к свариваемым деталям. Наклон электрода зависит от пространственного положения, толщины и марки основного металла, диаметра электрода его вида и толщины покрытия.
Сварку можно вести слева направо, справа налево,
от себя и к себе. Независимо от направления сварки электрод должен быть наклонен к оси шва так, чтобы основной металл проплавлялся на наибольшую глубину и правильно формировался шов.

Во время сварки следуют соблюдать режимы сварки установленные в технической документации.

Преимущества электросварки

Ручная сварка покрытыми электродами включает ряд выгодных преимуществ:

  • ценовая доступность аппаратов и расходных материалов;
  • эксплуатация оборудования в течении всего рабочего дня;
  • простота выполнения работ и высокая скорость при умелом обращении;
  • легкая обучаемость, включая различные пособия и видео;
  • прочность швов;
  • возможность сваривания элементов в любом пространственном положении;
  • легкость оборудования и возможность быстрого перемещения по рабочему объекту.

Характеристики электрической дуги

Электрическая дуга, которая формируется при помощи сварочного аппарата, – это, по сути, электрический разряд, протекающий в среде газов. Электрический ток, который перемещается в ней, получает такую возможность благодаря наличию в ней электрического поля. Такую дугу в целях упорядочения терминологии принято называть сварочной.

Сварочная дуга, которая является основным элементом формируемой электрической цепи, характеризуется снижением напряжения. Если сварочный электрод подсоединяется к плюсовому контакту сварочного аппарата, его называют анодом, если к минусовому — катодом. При выполнении электродуговой сварки с использованием переменного тока катоды и аноды попеременно меняются местами.

Важнейшим параметром сварочной дуги является расстояние между взаимодействующими электродами. Такой промежуток, по которому и протекает электрический ток, называется дуговым. Протекание электрического тока по такому промежутку возможно только в том случае, если в нем присутствуют заряженные частицы — электроны и ионы. Изначально, естественно, таких частиц в данном промежутке не существует. Чтобы они появились, необходимо, чтобы был запущен процесс ионизации.

Структура дуговой сварки

Ионизация дугового промежутка происходит следующим образом: с поверхности катода начинают испускаться электроны, которые и заряжают пары и газы, образующиеся над сварочной ванной. Сварочная дуга бывает:

  • сжатого типа (ее сечение можно изменять при помощи сопла сварочного аппарата, величины электромагнитного поля, параметров газового потока);
  • свободной (ее еще называют дугой прямого действия — параметры дуги данного типа не регулируются, они неизменны).

Заключение

Ручная дуговая сварка электродами с покрытием – достаточно несложный и недорогой вариант проведения работ в быту. Приобрести стержни с покрытием можно практически везде, моделей множество.

Покупать стержни необходимо, исходя из плана работ и финансовых возможностей. Рекомендуем приобретать изделия известных марок, откровенно дешевые модели могут испортить материал и настроение. Есть риск потратить время, средства и не достичь цели.

Мы поделились с вами основными данными о покрытых электродах. Найдите возможность изучите как можно больше информации – это поможет узнать нюансы ручной дуговой сварки и достичь лучших результатов.

Если у вас есть что рассказать нам об этом – пишите комментарии. Удачи в работе!

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector