24artstroy.ru

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

Электродуговая резка и сварка металлов

Электродуговая резка и сварка металлов

Резка и сварка металлов — одна из самых часто заказываемых услуг у частных сварщиков и в небольших мастерских. Никого не удивляет тот факт, что для выполнения сварки часто используется технология электродуговой сварки. Но не все знают, что с помощью электрической дуги можно не только варить, но и резать металл.

Для сварки и резки металла можно использовать различные способы. В этой статье мы кратко напомним вам, что такое электродуговая сварка, какова технология электродуговой сварки и как резать металл электродуговой сваркой.

Область применения

Конечная цель резки состоит в получении заготовок нужного размера при разделении металла на части. При серийном производстве или при необходимости разрезать материал большой толщины применяют резку металла электродуговой сваркой. Поскольку метод не обладает высокой точностью, его с успехом применяют для демонтажа больших конструкций, например, трубопроводов. Привлекает простота этого способа.

Требование к высокой квалификации сварщика не предъявляется. Для сварки и резки из оборудования необходим сварочный аппарат, а из инструментов — специальный электрод.

Области сварочной дуги

Дуга замыкает цепь между электродом и массой. С точки зрения теории сварного дела, в сварочной дуге выделяют несколько областей:

  • катодную;
  • анодную;
  • приэлектродную.

Катод — это «минус», источник тока (напомним, что ток образуют движущиеся электроны — отрицательные частицы). Анод соответственно — «плюс».

Анодная область отдает ионы в результате бомбардировки потоком электронов, поэтому на аноде всегда образуется так называемый кратер — вогнутое пятно, площадь которого зависит от площади электронной бомбардировки.

Электродуговые установки постоянного тока имеют фиксированные анод и катод. В аппаратах переменного тока анод с катодом постоянно меняются местами. Это вызывает нестабильность сварочной дуги, сильное разбрызгивание металла и другие неприятные факторы, а кроме того, не позволяет производить сварку определенных металлов, для которых требуется особая техника.

Электродуговая сварка — основы технологии

Технологии работы с металлами улучшаются и заменяются лучшими вариантами. Ежедневно исследователи и ученые делают новые открытия в сфере работы с металлами, которые помогают использовать их в своих целях всё эффективнее. На сегодняшний день известно множество видов сварки, об одном из которых пойдет речь в следующей статье.

Сущность электродуговой сварки

Данный вид сварки предполагает возникновение электрической дуги между электродом и свариваемой деталью. Происходит преобразование электрической энергии в тепловую. Температура электрической дуги может составлять до 7000°С, а это – температура плавления всех известных на сегодняшний день металлов. Этот факт позволяет использовать электродуговую сварку эффективно в очень широком спектре возникающих ситуаций.

Такую сварку выполняют при наличии очень мощного источника тока, но при этом с невысоким напряжением. Ток от источника подается сразу в два места – на сварочный электрод и на саму заготовку. При их контакте и «рождается» электрическая дуга, благодаря которой происходит сваривание.

Под действием высочайших температур электродный металл и свариваемая деталь плавятся, образую, так называемую, сварочную ванну. Сварочная ванна – это область, где свариваемый металл достиг точки плавления и куда в результате соединяется присадочный материал. Внутри этой области электрод контактирует со свариваемым металлом, образуется шлак, который, поднимаясь на поверхность, образует защитную пленку. После всего процесса происходит затвердевание, образуется сварное соединение.

Для того, чтобы электрическая дуга стала устойчивее, эффективнее и не гасла, в состав электрода добавляются различные элементы, которые отличаются высоким уровнем ионизации – калий, натрий и т.д. А так же, для зашиты сварного шва от окисления, могут быть использованы различные газы – гелий, аргон, углекислый газ.

Читать еще:  Кислородно копьевая резка

Свойства электрической дуги

Сварочная дуга – самый главный элемент всего процесса сварки. Она возникает в среде газов и, по сути, является электрическим разрядом. Сама дуга имеет электрическое поле и именно благодаря ему, в дуге способен перемещаться ток — постоянный пряой, постоянный обратный, либо же переменный.

Одной из самых важных характеристик электрической дуги является расстояние между двумя контактирующими электродами. Это расстояние между двумя электродами, по которому движется ток, называется дуговым диапазоном. Наличие тока в такой области возможно только благодаря наличию в этой цепи заряженных частиц, то есть, ионов и электронов.

Классификация электродуговой сварки

Классификация электродуговой сварки выполняется в зависимости от степени механизации процесса, рода тока и полярности, типа сварочной дуги и др.

При сварке могут быть использованы электроды двух типов:

  1. Плавящиеся – в таком случае создание сварного соединения выполняется за счет расплавления самого электрода.
  2. Неплавящиеся – в этом случае сварной шов образуется благодаря расплавлению вспомогательных элементов – проволки, прутков и др. Их вводят в саму сварочную ванну.

По степени механизации существуют:

  • Ручная электродуговая сварка. Процессы, необходимые для образования качественного сварного шва происходят вручную, без использования механизмов и специальных приборов.
  • Полуавтоматическая электродуговая сварка. В данном случае, процесс подачи электродной проволоки в сварочную ванну происходит с использованием механизмов, а остальные процессы происходят вручную.
  • Автоматическая электродуговая сварка. Противоположность ручной сварки, все процессы происходят автоматически с использование механизмов.

По типу дуги классифицируют:

  1. Дуга прямого действия. Дуга возникает при взаимодействии между электродом и металлом.
  2. Дуга косвенного действия. Дуга возникает между двумя электродами.

По роду тока классифицируют:

  • Дуга, питаемая постоянным током прямой полярности.
  • Дуга, питаемая током обратной полярности.
  • Дуга, питаемая переменным током.

Общая оценка статьи: Опубликовано: 2017.05.16

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

5. Технология сварки металлов

Для получения качественного шва основной металл в местах соединения очищается от загрязнений на 20-30 мм. Процесс сварки включает следующие параметры:

  • диаметр электрода;
  • тип, сила и полярность тока (на его величину влияют диаметр стержня, марка стали и вид соединения);
  • скорость перемещения электрода;
  • положение электрода относительно шва.

Дуга образуется при касании или чирканьи электрода по металлу, после чего он отводится на интервал 0,5-1,1 мм от толщины стержня. Сварщик перемещает его в следующих направлениях:

  • к детали, по мере расплавления металла стержня;
  • в сторону проведения сварки;
  • поперек формируемого шва.

При нагреве детали образуется сварочная ванна. В ней перемешивается электродный и основной металлы и образуется шов, который соединяет детали.

Когда производится сварка тонкого металла, поперечные движения электрода можно не делать. При этом ширина шва получается небольшой.

Положение электрода в пространстве стараются не менять. Если сварка металла производится в горизонтальной плоскости, его наклоняют на 15 0 от вертикали в направлении ведения шва. Тогда проплавление металла происходит на максимальную глубину.

Ширина шва составляет 1,5 часть диаметра электрода. Ее создают за счет определенной скорости сварки. Шов будет качественным, если он хорошо проварен, а наплавленный металл переходит к основной поверхности плавно. Сварка заканчивается медленным отводом электрода.

Когда делается сварка металла, цена зависит от того, сколько стоит сантиметр шва. Ручная работа штучными электродами обходится в 15-20 руб/см. Высококвалифицированная работа стоит дороже. За 1 стык труб придется заплатить от 100 до 600 руб, а за декоративные решетки — 80-100 руб/см.

Область применения

Электродуговая сварка для начинающих является наиболее простой в освоении. Именно по этой причине именно ее чаще всего используют в бытовой сфере. Для этого существует широкий спектр компактных сварочных инверторов. Но этим все не ограничивается, так как имеется и более серьезная техника, а также узкоспециализированные расходные материалы. Чаще всего сварку такого рода применяют для соединения углеродистых сталей, но при необходимости может осуществляться сварка цветных металлов, высокоуглеродистой стали, нержавейки и высоколегированных металлов и их сплавов. Все это проходит проблемно, так что в профессиональной сфере стараются использовать иные методы, такие как аргонодуговая сварка, но благодаря простоте этого метода в частной сфере нередко используют именно его. Это может привести к появлению брака, с большой вероятностью. Справиться со всеми сложностями могут только опытные сварщики. В промышленности, при создании металлоконструкций, или в строительстве данная методика применяется для самых простых и менее ответственных швов.

Читать еще:  Обороты УШМ для резки металла

Резка

Разрезание листов металла, деталей на части с использованием сварочного аппарата, происходит так же легко, как их соединение.

Ручной способ электродуговой резки сопровождается использованием плавящегося либо неплавящегося электропроводящего стержня, воздушной или кислородно-дуговой резкой.

Неплавящимся электродом

Электродуговая резка неплавящимся электропроводным стержнем проводится с помощью графитового либо угольного электрода и любого рода тока, но желательно, постоянного. Однако операция обусловливается только прямой полярностью.

Сила электрического разряда не должна превышать отметку 800 A. Разрезаемый металл вначале разогревается дугой, а затем выплавляется на части. Угольный имеет некоторое преимущество перед металлическим — он медленнее плавится, чем последний.

Угольные материалы быстрее разогреваются даже при небольшой силе тока. Их температура плавления начинается свыше 3 000° C, что делает расход материала экономным.

Однако методика применяется редко. Неплавящиеся электроды характерны формированием неровных краев, что предполагает их использование при разборке старых металлоконструкций, резке лома, где не требуется получение эстетически красивых граней.

Компенсирующим качеством данного вида является возможная резка всех видов металла — черного и цветного.

Плавящимся

Операция с использованием плавящегося электрода наиболее частая, ввиду получения ровного и аккуратного среза. Алгоритм проведения процедуры выражен следующими действиями:

  1. Повысить на треть силу тока, чем при сварке.
  2. Ориентироваться можно по толщине электропроводящего стержня. Для диаметра 1 мм устанавливается не более 50 A, для 2 мм — 100. Каждый дополнительный миллиметр сопровождается следующими 50 A.
  3. Рабочий элемент прогревается глубоким проплавлением, который называется методом опирания.
  4. Дуга зажигается при постукивании концом стержня о поверхность детали или методом чирканья.

Подобный способ используется для разрезания большинства металлов.

Для электродуговой резки дома, гараже, даче рекомендуется применять любые плавящиеся стержни — угольные, графитовые. Однако использование специальных для резки улучшит ожидаемый результат.

Последние покрываются особой обмазкой, которая улучшает и ускоряет процесс.

Воздушная кислородно-дуговая операция

Описываемые виды резки несколько отличаются от обычных. При воздушной электродуговой сварке материал вначале плавится от температуры электрической дуги, а уж потом выдувается сжатым воздухом.

Кислородная обусловливается применением сжатого кислорода, вместо потока воздуха. Обе методики требуют прямой полярности и постоянного тока.

Используется в резке углеродистых сталей, электродом служит стальная трубка с наружным диаметром до 10 мм, длиной 3,5-4 метра. Получить устойчивое горение дуги помогает нанесенное на трубку покрытие.

Подобные способы хороши для работы с нержавеющими листами, конструкциями. Однако их толщина не должна быть более 20 мм. Для удаления дефектных зон у деталей эта методика является незаменимой.

Выполнение операции резания происходит с помощью постоянного тока, графитовых либо трубчатых стержней. Последние представляют собой специальную трубку, заполненную кислородом.

Во время плавления из нее выделяется кислород, которые окисляет и выдувает металл с детали, образуя тем самым разрез.

Воздушно-дуговая используется для обрезки прибылей после литья, удаления несоответствий сварочных валиков. Недостатком метода представляется науглероживание поверхности рабочего слоя.

Процедура требует наличия опыта из-за нестабильного поведения электрического разряда, большого расхода кислорода.

Читать еще:  Плазмотроны для резки металлов

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).

Инвертор

Инвертор представляет собой сварочное оборудование, работающее от постоянного тока. Он преобразует переменный ток электрической сети в постоянный, который имеет большую силу, необходимую для сварки цветных металлов, а также позволяет сделать шов ровнее и качественнее.

Ещё одним преимуществом работы на постоянном токе является лёгкое разжигание и удерживание дуги. Частота напряжения, при этом, становится выше и достигает от двадцати до сорока пяти килогерц, что позволяет значительно уменьшить размеры аппарата.

С целью обеспечения комфорта во время работы, инвертор снабжён встроенными схемами усиления поджигания дуги, стабилизации и защищён от резких перепадов напряжения.

Применять сварочный аппарат инвертор, какой лучше подходит для сварки, можно и для резки металла, особенно в труднодоступных местах.

Инвертор обладает рядом преимуществ перед сварочным трансформатором. К ним относятся:

  1. Меньший вес. Это позволяет свободно переносить его в руках.
  2. Меньшие габариты позволяют перевозить его в багажнике легкового автомобиля, где он не будет занимать много места.
  3. Возможность производить дуговую сварку постоянным током.
  4. Независимость от входящего напряжения.
  5. Экономичность.
  6. Мобильность. Инвертор можно вешать на плечо во время проведения сварочных работ, переносить с места на место и перевозить с одного объекта на другой без применения специальных транспортных средств.
  7. Лёгкость в работе. Данным прибором сможет работать даже начинающий пользователь, чего нельзя сказать о сварочном трансформаторе.
  8. Возможность осуществлять сварку нержавеющей стали и цветных металлов.

Сварочный аппарат инвертор, какой лучше трансформаторного по многим показателям, имеет и свои недостатки. А именно:

  1. Высокая стоимость, обусловленная наличием множества электронных компонентов и схем. Здесь также играет роль мобильность и компактность.
  2. Инверторы следует оберегать от попадания пыли и влаги. Данный момент усугубляется тем, что в середине устройства имеются вентиляторы, встроенные с целью охлаждения, но при этом притягивающие к прибору мелкие посторонние частицы. Самую большую опасность представляет металлическая пыль, которая, попав на элементы проводки, может привести к поломке инвертора.
  3. Наличие множества электронных схем повышает риск поломки прибора из-за выхода из строя одной из них. Но при правильной эксплуатации, аккуратной транспортировке и бережном уходе инвертор прослужит долго.
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector