скрыть подразделы

Главная страница » Ручная дуговая сварка


Ручная дуговая сварка

Ручная дуговая сварка – называют сварку покрытым металлическим электродом. Считается наиболее универсальной и старой технологией дуговой сварки.

Общепринятые обозначения

РДС – ручная дуговая сварка (преимущественно в советской литературе);

MMA – Manual Metal Arc (Welding) – ручная металлическая дуговая сварка;

SMAW – Shielded Metal Arc Welding – металлическая дуговая сварка в защитной атмосфере;

E – международный символ ручной дуговой сварки.

Технология ручной дуговой сварки

В целях образования и поддержания электрической дуги к электроду и свариваемому объекту (см. рисунок 1) от источника питания подводится переменный или постоянный сварочный ток.

Рисунок 1. Ручная дуговая сварка

Если к изделию присоединен анод (положительный источник питания) , то считают, что ручная дуговая сварка осуществляется на прямой полярности. Если к изделию присоединен отрицательный полюс, то полярность является обратной. Под воздействием дуги расплавляются металл изделия, стержень электрода и его покрытие. Стержень электрода (электродный металл) попадает в сварочную ванну в виде отдельных капель, покрытых шлаком. В ванне он смешивается с металлом изделия, расплавленный шлак всплывает на поверхность.

На размеры сварочной ванные влияют пространственное положение сварки, режимы сварки, конструкции сварного соединения, скорости перемещения дуги по поверхности изделия, размер и форма разделки свариваемых кромок, прочее. Размеры обычно расположены в следующих пределах: длина от 10 до 30 мм, ширина от 8 до 15 мм, ширина до 6 мм.

Длиной дуги называют расстояние от активного пятна на поверхности сварочной ванны до активного пятна на расплавленной поверхности электрода. Из-за плавления покрытия электрода вокруг дуги и над сварочной ванной появляется газовая атмосфера, оттесняющая воздух из зоны сварки для недопущения его взаимодействия с расплавившемся металлом. Также в газовой атмосфере находятся пары легирующих элементов, электродного и основного металлов.

Шлак покрывает поверхность сварочной ванны и капли расплавленного электродного металла, тем самым препятствуя их взаимодействию с воздухом и способствуя очищению расплавленного металла от примесей.

Металл сварочной ванны по мере удлинения дуги кристаллизуется, образуя шов, соединяющий свариваемые детали. На шве появляется слой затвердевшего шлака.

Способы зажигания дуги при ручной дуговой сварке

При помощи кратковременного прикосновения конца электрода к свариваемому изделию зажигается дуга. Из-за протекания тока короткого замыкания и контактного сопротивления быстро нагревается торец электрода до высокой температуры, при которой выполняется ионизация газового промежутка после отрыва электрода и появляется сварочная дуга. Для осуществления надежного зажигания дуги сварщику необходимо отводить электрод от изделия на расстояние 4-5 мм, так как при большем расстоянии между изделием и концом электрода дуга не появляется.

Чаще всего зажигание дуги производится или прямым отрывом электрода после короткого замыкания (А на рисунке 2), или скользящим движением конца электрода (Б на рисунке 2).

Рисунок 2. Зажигание дуги при ручной дуговой сварке

Ведение дуги осуществляется так, чтобы было обеспечено проплавление свариваемых кромок и получено надлежащее качество наплавленного металла при хорошем формировании. Это удается достигнуть при помощи соответствующего перемещения конца электрода и поддержания постоянства длины дуги.

Перемещения электрода при ручной сварке

Во время сварки электроду задается движение в трех направлениях. Первое движение является поступательным, оно направлено по оси электрода. При помощи этого движения поддерживается неизменная длина дуги в зависимости от скорости плавления электрода. При ручной сварке длина дуги в соответствии с условиями сварки и марки электрода должна быть в пределах (0,5–1,2)dэл. Слишком сильное уменьшение длины дуги негативно влияет на формирование шва и может стать причиной короткого замыкания. Слишком сильное увеличение длины дуги ведет к снижению глубины провара, увеличению разбрызгивания электродного металла и снижению качества шва по форме и по механическим качествам, а при сварке электродами с покрытием основного вида приводит и к порообразованию.

Второе движение – это перемещение электрода вдоль оси валика, необходимое для образования шва. На скорость этого движения влияют следующие параметры: диаметр электрода, скорость его плавления, сила тока, вид шва и прочее. При отсутствии поперечных движений электрода образуется узкий шов (ниточный валик), по ширине примерно равный 1,5 диаметра электрода. Эти швы используют при сварке тонких листов, при сварке по способу опирания, при наложении первого (корневого) слоя многослойного шва и в иных ситуациях.

Третье движение – это перемещение электрода поперек шва для достижения необходимой ширины шва и требуемой глубины проплавления. Поперечные колебательные движения конца электрода зависят от размеров и положением шва, формы разделки, а также свойствами свариваемого материала и навыком сварщика (см. рисунок 3). Ширина швов, которые получают с поперечными колебаниями, чаще всего равняются 1,5–5 диаметрам электрода.

Рисунок 3. Основные виды траекторий поперечных движений конца электрода при слабом (А, Б), усиленном (Е–Ж) прогреве свариваемых кромок, усиленном прогреве одной кромки (З, И), прогреве корня шва (К).

Техника ручной сварки в различных пространственных положениях

Процесс осуществления ручной дуговой сварки во многом зависит от пространственного положения сварного шва. При сварке выделяют нижнее (0–60°), вертикальное (60–120°) и потолочное (120–180°) положения (см. рис. 4).

Рисунок 4. Различные положения изделия при ручной дуговой сварке.

Ручная дуговая сварка в нижнем положении

При выполнении ручной сварки в нижнем положении главная проблема заключается в том, чтобы без образования прожогов обеспечить полное проплавление сечения.

На рисунке видны различные способы выполнения швов в нижнем положении. При сварке односторонних швов на весу (рисунок А) чаще всего очень сложно избежать прожогов или непроваров, в связи с этим для односторонних швов, как правило, используют способы удержания сварочной ванны:

  • сварка на съемной медной подкладке (рисунок 5, Б);
  • сварка на остающейся стальной подкладке (рисунок 5, В);
  • наложение подварочного шва (рисунок 5, Г);
  • вырубка непровара с последующей заваркой корня шва (рисунок 5, Д).

Рисунок 5. Способы удержания сварочной ванны: 1 – съемная медная подкладка; 2 – остающаяся стальная подкладка; 3 – основной шов; 4 – подварочный шов

В нижнем положении сварка угловых швов может быть проведена двумя вариантами: при повороте изделия на 45° (так называемое положение «в лодочку») и наклонным электродом (см. рисунок 6). Более предпочтительной является сварка в лодочку, потому что при осуществлении сварки наклонным электродом в связи с отеканием расплавленного металла сложно предупредить подрез по вертикальной плоскости и обеспечить провар по нижней плоскости.

Рисунок 6. Техника выполнения угловых швов при ручной дуговой сварке: А – «в лодочку»; Б – наклонным электродом

Ручная дуговая сварка в вертикальном положении

Стекание расплавленного металла при ручной сварке в вертикальном положении оказывает большое влияние на глубину проплавления формирование шва (см. рисунок 7). Вертикальные швы чаще всего выполняют на подъем. Таким образом удается обеспечивать нужный провар и поддерживать на кромках расплавленный металл. Но производительность сварки низкая и становится больше при сварке на спуск. Но из-за небольшой глубины проплавления это становится возможным только для тонкого металла и при использовании специальных электродов.

Рисунок 7. Ручная дуговая сварка швов в вертикальном положении

Наиболее неблагоприятные условия формирования шва можно увидеть при выполнении горизонтальных швов на вертикальной плоскости, потому что расплавленный металл натекает на нижнюю свариваемую деталь.

Ручная дуговая сварка в потолочном положении

Непростой в исполнении является и ручная сварка в потолочном положении. В этом случае расплавленный металл в сварочной ванне удерживается от вытекания при помощи силы поверхностного натяжения (см. рисунок 8). При этом нужно, чтобы масса расплавленного металла не превысила эту силу. Для этого стараются уменьшить габариты сварочной ванны, производя сварку периодическими короткими замыканиями, так чтобы металлу шва частично закристаллизоваться. Также используют уменьшенные диаметры электродов, уменьшают силу сварочного тока, применяют специальные электроды, которые обеспечивают получение вязкой сварочной ванны.

Рисунок 8. Формирование ванны и шва при ручной дуговой сварке в потолочном положении

Преимущества ручной дуговой сварки

  • возможность проведения сварки в местах с ограниченным доступом;
  • возможность осуществления сварки в любых пространственных положениях;
  • возможность выполнения сварки самых различных сталей благодаря широкому выбору выпускаемых марок электродов;
  • относительно быстрый переход от одного свариваемого материала к другому;
  • транспортабельность и простота сварочного оборудования.

Недостатки ручной дуговой сварки

  • на качество соединений сильно влияет квалификация сварщика;
  • невысокие КПД и производительность по сравнению с иными технологиями сварки;
  • вредные условия процесса сварки.

Просмотров: 10568    Создан: 2012-08-27    Источник: Трубные технологии

Оцените статью: 1 2 3 4 5


Система Orphus