Ручная дуговая сварка металлическими электродами с покрытием

[Andrew]

Введение

 

Под техникой сварки обычно понимают приемы манипулирования электродом или горелкой, выбор режимов сварки, приспособлений и способы их применения для получения качественного шва и т. п. Качество швов зависит не только от техники сварки, но и от других факторов, таких как состав и качество применяемых сварочных материалов, состояние свариваемой поверхности, качество подготовки и сборки кромок под сварку и т.д.

 

В зависимости от формы и размеров изделия швы можно сваривать в различных пространственных положениях. Условно их разделяют на нижние, вертикальные, потолочные и горизонтальные.

 

Дуговая сварка металлическими электродами с покрытием в настоящее время остается одним из самых распространенных методов, используемых при изготовлении сварных конструкций. Это объясняется простотой и мобильностью применяемого оборудования, возможностью выполнения сварки в различных пространственных положениях и в местах, труднодоступных для механизированных способов сварки.Существенный недостаток ручной дуговой сварки металлическим электродом, так же как и других способов ручной сварки, — малая производительность процесса и зависимость качества сварного шва от практических навыков сварщика. В первые годы применения дуговой сварки использовались металлические электроды с тонким ионизирующим покрытием, повышающим стабильность дуги. Однако свойства металла шва при этом были низкими. Поэтому в настоящее время подобные электроды для сварки практически не применяют.

 

Сущность способа

 

К электроду и свариваемому изделию для образования и поддержания сварочной дуги от источников сварочного тока подводится постоянный или переменный сварочный ток. Сварочная дуга (1, см. рис) горит между металлическим стержнем электрода (2) и основным металлом (3) Под действием тепла дуги металл дуги электрода, покрытие электрода и основной металл расплавляется, образуя сварочную ванну (4). Капли жидкого металла (5) с торца расплавленного электродного стержня переносятся в ванну через дуговой промежуток. Вместе со стержнем плавится покрытие электрода (6), образуя вокруг дуги газовою защиту (7) и жидкую шлаковую ванну (8). По мере движения дуги, металл сварочной ванны затвердевает, образуется сварочный шов(9) и шлаковую корка(10) на поверхности шва.

 

Глубина, на которую расплавляется основной металл, называется глубиной проплавления. Она зависит от режима сварки (силы сварочного тока и диаметра электрода), пространственного положения сварки, скорости перемещения дуги по поверхности изделия (торцу электрода и дуге сообщают поступательное движение вдоль направления сварки и поперечные колебания), от конструкции сварного соединения, формы и размеров разделки свариваемых кромок и т. п. Размеры сварочной ванны зависят от режима сварки и обычно находятся в пределах: глубина до 7 мм, ширина 8-15 мм, длина 10-30 мм. Доля участия основного металла в формировании металла шва обычно составляет 15-35%.

 

Расстояние от активного пятна на расплавленной поверхности электрода до другого активного пятна дуги на поверхности сварочной ванны называется длиной дуги. Расплавляющееся покрытие электрода образует вокруг дуги и над поверхностью сварочной ванны газовую атмосферу, которая, оттесняя воздух из зоны сварки, препятствует взаимодействиям его с расплавленным металлом. В газовой атмосфере присутствуют также пары основного и электродного металлов и легирующих элементов. Шлак, покрывая капли электродного металла и поверхность расплавленного металла сварочной ванны, способствует предохранению их от контакта с воздухом и участвует в металлургических взаимодействиях с расплавленным металлом.

 

Кристаллизация металла сварочной ванны по мере удаления дуги приводит к образованию шва, соединяющего свариваемые детали. При случайных обрывах дуги или при смене электродов кристаллизация металла сварочной ванны приводит к образованию сварочного кратера (углублению в шве, по форме напоминающему наружную поверхность сварочной ванны). Затвердевающий шлак образует на поверхности шва шлаковую корку.

  

Ввиду того что от токоподвода в электрододержателе сварочный ток протекает по металлическому стержню электрода, стержень разогревается. Этот разогрев тем больше, чем дольше протекание по стержню сварочного тока и чем больше величина последнего. Перед началом сварки металлический стержень имеет температуру окружающего воздуха, а к концу расплавления электрода температура повышается до 500-600° С (при содержании в покрытии органических веществ — не выше 250° С). Это приводит к тому, что скорость расплавления электрода (количество расплавленного электродного металла) в начале и конце различна. Изменяется и глубина проплавления основного металла ввиду изменения условий теплопередачи от дуги к основному металлу через прослойку жидкого металла в сварочной ванне. В результате изменяется соотношение долей электродного и основного металлов, участвующих в образовании металла шва, а значит, и состав и свойства металла шва, выполненного одним электродом. Это — один из недостатков ручной дуговой сварки покрытыми электродами.

 

---

Дополнительная информация:

Материал перенесен с сайта websvarka.ru «как есть». Если найдутся желающие внести правки в содержание статьи (исправить ошибки, неточность, внести актуальные дополнения), то сообщите - выдам права модератора на тему.

 

Edited January 12, 2015 by Andrew

[Andrew]

Создание и поддержание дуги
 
Перед зажиганием (возбуждением) дуги следует установить необходимую силу сварочного тока, которая зависит от марки электрода, пространственного положения сварки, типа сварного соединения и др. Зажигать дугу можно двумя способами. При одном способе электрод приближают вертикально к поверхности изделия до касания металла и быстро отводят вверх на необходимую длину дуги. При другом — электродом вскользь «чиркают» по поверхности металла. Применение того или иного способа зажигания дуги зависит от условий сварки и от навыка сварщика.
 
Длина дуги зависит от марки и диаметра электрода, пространственного положения сварки, разделки свариваемых кромок и т- п. Нормальная длина дуги считается в пределах lд = (0.5 — 1.1)*dэл (dэл — диаметр электрода). Увеличение длины дуги снижает качество наплавленного металла шва ввиду его интенсивного окисления и азотирования, увеличивает потери металла на угар и разбрызгивание, уменьшает глубину проплавления основного металла. Также ухудшается внешний вид шва.
 
Во время ведения процесса сварщик обычно перемещает электрод не менее чем в двух направлениях. Во-первых, он подает электрод вдоль его оси в дугу, поддерживая необходимую в зависимости от скорости плавления электрода длину дуги. Во-вторых, перемещает электрод в направлении наплавки или сварки для образования шва. В этом случае образуется узкий валик, ширина которого при наплавке равна примерно (0,8 — 1,5)*dэл и зависит от силы сварочного тока и скорости перемещения дуги по поверхности изделия. Узкие валики обычно накладывают при проваре корня шва, сварке тонких листов и тому подобных случаях.
 
При правильно выбранном диаметре электрода и силе сварочного тока скорость перемещения дуги имеет большое значение для качества шва. При повышенной скорости дуга расплавляет основной металл на малую глубину и возможно образование непроваров. При малой скорости вследствие чрезмерно большого ввода теплоты дуги в основной металл часто образуется прожог, и расплавленный металл вытекает из сварочной ванны. В некоторых случаях, например при сварке на спуск, образование под дугой жидкой прослойки из расплавленного электродного металла повышенной толщины, наоборот, может привести к образованию непроваров.
 
Иногда сварщику приходится перемещать электрод поперек шва, регулируя тем самым распределение теплоты дуги поперек шва для получения требуемых глубины проплавления основного металла и ширины шва. Глубина проплавления основного металла и формирование шва главным образом зависят от вида поперечных колебаний электрода, которые обычно совершают с постоянными частотой и амплитудой относительно оси шва. Траектория движения конца электрода зависит от пространственного положения сварки, разделки кромок и навыков сварщика. При сварке с поперечными колебаниями получают уширенный валик, ширина которого обычно составляет (2 — 4)*dэл, а форма проплавления зависит от траектории поперечных колебаний конца электрода, т. е. от условий ввода теплоты дуги в основной металл.
 
При окончании сварки — обрыве дуги следует правильно заварить кратер. Кратер является зоной с наибольшим количеством вредных примесей ввиду повышенной скорости кристаллизации металла, поэтому в нем наиболее вероятно образование трещин. По окончании сварки не следует обрывать дугу, резко отводя электрод от изделия. Необходимо прекратить все перемещения электрода и медленно удлинять дугу до обрыва^; расплавляющийся при этом электродный металл заполнит кратер. При сварке низкоуглеродистой стали кратер иногда выводят в сторону от шва — на основной металл. При случайных обрывах дуги или при смене электродов дугу возбуждают на еще не расплавленном основном металле перед кратером и затем проплавляют металл в кратере.
 
Положение электрода относительно поверхности изделия и пространственное положение сварки оказывают большое влияние 
на форму шва и проплавке не основного металла. При сварке углом назад улучшаются условия оттеснения из-под дуги жидкого металла, толщина прослойки которого уменьшается. При этом улучшаются условия теплопередачи от дуги к основному металлу и растет глубина его проплавления. То же наблюдается при сварке шва на подъем на наклонной или вертикальной плоскости. При сварке углом вперед или на спуск расплавленный металл сварочной ванны, подтекая под дугу, ухудшает теплопередачу от нее к основному металлу — глубина проплавления уменьшается, а ширина шва возрастает.
 
При прочих равных условиях количество расплавляемого электродного металла, приходящегося на единицу длины шва, остается постоянным, но распределяется на большую ширину шва и поэтому высота его усиления уменьшается. При наплавке или сварке тонколистового металла (толщина до 3 мм) для уменьшения глубины провара и предупреждения прожогов рекомендуется 
15-20″ сварку выполнять на спуск (наклон до 15°) или углом вперед без поперечных колебаний электрода. Для сборки изделия под сварку (обеспечения заданного зазора в стыке, положения изделий и др.) можно применять специальные приспособления или короткие швы — прихватки. Длина прихваток обычно составляет 20 — 120 мм (больше при более толстом металле) и расстояние между ними 200-1200 мм (меньше при большей толщине металла для увеличения жесткости). Сечение прихваток не должно превышать 1/3 сечения швов. При сварке прихватки необходимо полностью переплавлять.

Техника сварки в нижнем положении
 

 
Это пространственное положение позволяет получать сварные швы наиболее высокого качества, так как облегчает условия выделения неметаллических включений, газов из расплавленного металла сварочной ванны. При этом также наиболее благоприятны условия формирования металла шва, так как расплавленный металл сварочной ванны от вытекания удерживается нерасплавившейся частью кромок.
 
Стыковые швы сваривают без скоса кромок или с V-, Х- и U-образным скосом.Стыковые швы без скоса кромок в зависимости от толщины сваривают с одной или двух сторон. При этом концом электрода совершают поперечные колебания (см. рис. 12) с амплитудой, определяемой требуемой шириной шва. Следует тщательно следить за равномерным расплавлением обеих свариваемых кромок по всей их толщине и особенно стыка между ними в нижней части (корня шва).
 
Однопроходную сварку с V-образным скосом кромок обычно выполняют с поперечными колебаниями электрода на всю ширину разделки для ее заполнения так, чтобы дуга выходила со скоса кромок на необработанную поверхность металла. Однако в этом случае очень трудно обеспечить равномерный провар корня шва по всей его длине, особенно при изменении величины притупления кромок и зазора между ними.
 
При сварке шва с V-образным скосом кромок за несколько проходов обеспечить хороший провар первого слоя в корне разделки гораздо легче. Для этого обычно применяют электроды диаметром 3-4 мм и сварку ведут без поперечных колебаний. Последующие слои выполняют в зависимости от толщины металла электродом большего диаметра с поперечными колебаниями. Для обеспечения хорошего провара между слоями предыдущие 
швы и кромки следует тщательно очищать от шлака и брызг металла.
 
Заполнять разделку кромок можно швами с шириной на всю разделку или отдельными валиками. В многопроходных швах последний валик для улучшения внешнего вида иногда можно выполнять на всю ширину разделки (декоративный слой).
 
Сварку швов с Х- или U-образным скосом кромок выполняют в общем так же, как и с V-образным скосом. Однако для уменьшения остаточных деформаций и напряжений, если это возможно, сварку ведут, накладывая каждый валик или слой попеременно с каждой стороны. Швы с Х- или U-образным скосом кромок по сравнению с V-образным имеют преимущества, так как в первом случае в 1,6-1,7 раза уменьшается объем наплавленного металла (повышается производительность сварки). Кроме того, уменьшаются угловые деформации, а возможный непровар корня шва образуется в нейтральном по отношению к изгибающему моменту сечении. Недостаток U-образного скоса кромок — повышенная трудоемкость его получения.
 
Сварку стыковых швов можно выполнять различными способами. При сварке на весу наиболее трудно обеспечить провар корня шва и формирование хорошего обратного валика по 
всей длине стыка. В этом отношении более благоприятна сварка на съемной медной или остающейся стальной подкладке. В медной подкладке для формирования обратного валика делают формирующую канавку. Однако для предупреждения вытекания расплавленного металла из сварочной ванны необходимо плотное поджатие подкладок к свариваемым кромкам. Кроме того, остающиеся подкладки увеличивают расход металла и не всегда технологичны. При использовании медных подкладок возникают трудности точной установки кромок вдоль формирующей канавки.
 
Если с обратной стороны возможен подход к корню шва и допустимо усиление обратной стороны шва, целесообразна подварка корня швом небольшого сечения с последующей укладкой основного шва. В некоторых случаях при образовании непроваров в корне шва после сварки основного шва дефект в корне разделывают газовой, воздушно-дуговой строжкой или механическими методами с последующим выполнением подварочного шва.
 
Сварку угловых швов в нижнем положении можно выполнять двумя приемами. Сварка вертикальным электродом в лодочку обеспечивает наиболее благоприятные условия для провара корня шва и формирования его усиления. По существу этот прием напоминает сварку стыковых швов с V-образным скосом кромок, так как шов формируется между свариваемыми поверхностями. Однако при этом способе требуется тщательная 
сборка соединения под сварку с минимальным зазором в стыке для предупреждения вытекания в него расплавленного металла.
 
При сварке наклонным электродом трудно обеспечить провар шва по нижней плоскости (ввиду натекания на нее
 
расплавленного металла) и предупредить подрез на вертикальной плоскости (ввиду стекания расплавленного металла). Поэтому таким способом обычно сваривают швы с катетом до 6-8 мм. При сварке угловых швов наклонным электродом трудно также обеспечить глубокий провар в корне шва, поэтому в односторонних или двусторонних швах без скоса кромок может образоваться непровар, который при нагружении шва послужит началом развития трещин. Для предупреждения этого в ответственных соединениях при толщине металла 4 мм и более необходим односторонний скос, а при толщине 12 мм и более — двусторонний скос кромок.
 
При сварке наклонным электродом многопроходных швов первым выполняют шов на горизонтальной плоскости. Формирование последующего валика происходит с частичным удержанием расплавленного металла сварочной ванны нижележащим валиком. При сварке угловых швов применяют поперечные колебания электрода. Особенно важен правильный выбор их траектории при сварке наклонным электродом с целью предупреждения возникновения указанных выше дефектов.

Техника сварки на горизонтальной и потолочной плоскостях
 
Сварка швов в положениях, отличающихся от нижнего, требует повышенной квалификации сварщика в связи с возможным под действием сил тяжести вытеканием расплавленного металла из сварочной ванны или падением капель электродного металла мимо сварочной ванны. Для предотвращения этого сварку следует вести по возможности наиболее короткой дугой, в большинстве случаев с поперечными колебаниями.
 
Расплавленный металл в сварочной ванне от вытекания удерживается в основном силой поверхностного натяжения. Поэтому необходимо уменьшать ее размер, для чего конец электрода периодически отводят в сторону от ванны, давая возможность ей частично закристаллизоваться. Ширину валиков также уменьшают до двух-трех диаметров электродов. Применяют пониженную на 10-20% силу тока и электроды уменьшенного диаметра (для вертикальных и горизонтальных швов не более 5 мм, для потолочных не более 4 мм).
 
Сварку вертикальных швов можно выполнять на подъем или на спуск. При сварке на подъем нижележащий закристаллизовавшийся металл шва помогает удержать расплавленный металл сварочной ванны. При этом способе облегчается возможность провара корня шва и кромок, так как расплавленный металл стекает ’ с них в сварочную ванну, улучшая условия теплопередачи от дуги к основному металлу. Однако внешний вид шва — грубочешуйчатый. При сварке на спуск получить качественный провар трудно: шлак и расплавленный металл подтекают под дугу и от дальнейшего стекания удерживаются только силами давления дуги и поверхностного натяжения. В некоторых случаях их оказывается недостаточно, и расплавленный металл вытекает из сварочной ванны.
 
Сварка горизонтальных стыковых швов более затруднена, чем вертикальных, из-за стекания расплавленного металла из сварочной ванны на нижнюю кромку. В результате возможно образование подреза по верхней кромке. При сварке металла повышенной толщины обычно делают скос только одной верхней кромки, нижняя помогает удерживать расплавленный металл в сварочной ванне. Сварка горизонтальных угловых швов в нахлесточных соединениях не вызывает трудностей и по технике не отличается от сварки в нижнем положении.
 
Сварка швов в потолочном положении наиболее сложна и ее по возможности следует избегать. Сварку выполняют периодическими короткими замыканиями конца электрода на сварочную ванну, во время которых металл сварочной ванны частично кристаллизуется, что уменьшает объем сварочной ванны. В то же время расплавленный электродный металл вносится в сварочную ванну. При удлинении дуги образуются подрезы. При сварке этих швов ухудшены условия выделения из расплавленного металла сварочной ванны шлаков и газов. Поэтому свойства металла шва несколько ниже, чем при сварке в других пространственных положениях.
 
Техника сварки пробочных и прорезных соединений практически не отличается от рассмотренной выше техники сварки стыковых или угловых швов. 
В зависимости от протяженности шва, толщины и марки металла, жесткости конструкции и т. д. применяют различные приемы последовательности сварки швов и заполнения разделки. Сварку напроход обычно применяют при сварке коротких швов (до 500 мм). Швы длиной до 1000 мм лучше сваривать от середины к концам или обратноступенчатым методом. При последнем способе весь шов разбивают на участки по 150-200 мм, которые должны быть кратны длине участка, наплавляемого одним электродом. Сварку швов в ответственных конструкциях большой толщины выполняют блоками, каскадом или горкой, что позволяет влиять на структуру металла шва и сварного соединения и его механические свойства.

Техника сварки кольцевых стыков труб
 
Сварка кольцевых стыков трубопроводов имеет некоторые специфические особенности. Обычно сваркой выполняют швы на трубах диаметром от десятков миллиметров до 1440 мм при толщине стенки до 16 мм и более. При толщине стенки труб из низкоуглеродистых и низколегированных сталей до 8-12 мм сварку можно выполнять в один слой. Однако многослойные швы имеют повышенные механические свойства, определяемые положительным влиянием термического цикла последующего шва на металл предыдущего шва, поэтому сварку труб преимущественно выполняют в два слоя и более. Рекомендуемое число слоев шва зависит от толщины стенки.
 
Стыки труб можно сваривать в поворотном, когда трубу можно вращать, или в неповоротном положении. Сварку швов первого типа выполняют обычно в нижнем положении без особых трудностей, хотя сложно проварить корень шва, так как его формирование ведется чаще всего на весу. Сварка неповоротного стыка требует высокой квалификации сварщика, так как весь шов выполняют в различных пространственных положениях. Можно сваривать двумя способами: каждое полукольцо сверху вниз или снизу вверх. Первый способ возможен при использовании электродов диаметром 4 мм, дающих мало шлака (с органическим покрытием), короткой дугой с опиранием образующегося на конце электрода козырька на кромки без поперечных колебаний электрода или с небольшими его колебаниями. При сварке снизу вверх процесс ведут со значительно меньшей скоростью с поперечными колебаниями электрода диаметром 3-5 мм.

Edited January 14, 2015 by Andrew

[Andrew]

Дуговая сварка в защитных газах

 

Этим способом можно соединять вручную, полуавтоматически или автоматически в различных пространственных положениях разнообразные металлы и сплавы толщиной от десятых долей до десятков миллиметров.

 

 

Сущность способа. При сварке в зону дуги 1 через сопло 2 непрерывно подается защитный газ 3 (см. рис.). Теплотой дуги расплавляется основной металл 4 и, если сварку выполняют плавящимся электродом, расплавляется и электродная проволока. Расплавленный металл сварочной ванны, кристаллизуясь, образует шов. При сварке неплавящимся электродом электрод не расплавляется, а его расход вызван испарением металла или частичным оплавлением при повышенном допустимом сва-рочном токе.

Образование шва происходит за счет расплавления кромок основного металла или дополнительно вводимого присадочного металла. В качестве защитных газов

применяют инертные (аргон и гелий) и активные (углекислый газ, водород, кислород и азот) газы, а также их смеси (Аг + Не, Аг + СО2, Аг + О2, СО2 + О2 и др.). По отношению к электроду защитный газ можно подавать центрально или сбоку (рис. 37). Сбоку газ подают при больших скоростях сварки плавящимся электродом, когда при центральной защите надежность защиты нарушается из-за обдувания газа неподвижным воздухом. Сквозняки или ветер при сварке, сдувая струю защитного газа, могут резко ухудшить качество сварного шва или соединения. В некоторых случаях, особенно при сварке вольфрамовым электродом, для получения необходимых технологических свойств дуги, а также с целью экономии дефицитных и дорогих инертных газов используют защиту двумя концентрическими потоками газа.

 

Свойства защитных газов оказывают большое влияние на технологические свойства дуги и форму швов. Например, по сравнению с аргоном гелий имеет более высокий потенциал ионизации и большую теплопроводность при температурах плазмы. Поэтому дуга в гелии более «мягкая». При равных условиях дуга в гелии имеет более высокое напряжение, а образующийся шов имеет меньшую глубину проплавления и большую ширину. Поэтому гелий целесообразно использовать при сварке тонколистового металла. Кроме того, он легче воздуха и аргона, что требует для хорошей защиты зоны сварки повышенного его расхода (1,5-3 раза). Углекислый газ по влиянию на форму шва занимает промежуточное положение.

Широкий диапазон используемых защитных газов, обладающих значительно различающимися теплофизическими свойствами, обусловливает большие технологические возможности этого способа как в отношении свариваемых металлов (практически всех), так и их толщин (от 0,1 мм до десятков миллиметров). Сварку можно выполнять, используя также неплавящийся (угольный, вольфрамовый) или плавящийся электрод.

 

По сравнению с другими способами сварка в защитных газах обладает рядом преимуществ: высокое качество сварных соединений на разнообразных металлах и сплавах различной толщины^; возможность сварки в различных пространственных положениях^; возможность визуального наблюдения за образованием шва, что особенно важно при полуавтоматической сварке^; отсутствие операций по засыпке и уборке флюса и удалению шлака^; высокая производительность и легкость механизации и автоматизации^; низкая стоимость при использовании активных защитных газов. 

К недостаткам способа по сравнению со сваркой под флюсом относится необходимость применения защитных мер против световой и тепловой радиации дуги.

 

[Andrew]

Электроды для ручной дуговой сварки

 

 

Электрод - металлический или неметаллический стержень, предназначенный для подвода тока к свариваемому изделию. Бывает:

• Плавящийся (обычно того же, или сходного металла со свариваемым изделием)
• Не плавящийся
• Металлический (W, Th)
• Не металлический (угольный)

В зависимости от толщины свариваемого изделия используется проволока 0.3 ... 12 мм. Покрытие толщиной 0.7 ... 2.5 мм

 

Самые распространенные электроды - диаметром 3, 4, 5, 6 мм (диаметр считается по диаметру проволоки, без учета покрытия)

 

Электродная проволока делится на три группы по хим. составу:

1. Углеродистая (до 0.12 %С). Предназначена для сварки низко и средне углеродистых сталей, некоторых низколегированных сталей
2. Легированная. Предназначена для сварки соответствующих легированных сталей
3. Высоколегированная. Предназначена для сварки специальных сталей, для наплавки.

В электродное покрытие входит несколько элементов, различного назначения:

 

1) Ионизирующие элементы

Элементы облегчают возбуждение сварочной дуги и поддерживают ее стабильное горение

Пример: K2CO3; CaCO3 (мел)

 

2) Защитные элементы

Элементы защищают сварочную ванну от контакта с газами атмосферы. Что, в свою очередь, препятствует возникновению окислов металла.

Пример: K2CO3; CaCO3; крахмал; целлюлоза. 

Все эти вещества образуют защитный барьер из CO2

 

3) Шлакообразующие элементы

Образуют шлак, который затвердевает на поверхности шва и защищает еще горячий шов от воздействия атмосферы.

Пример: K2CO3; CaF2.

 

4) Раскислители

Улучшают качество металла сворного шва (делают зерно металла мельче, как следствие, шов менее хрупкий)

Пример: Mn, в зависимости от вида сталей - Si, Al

 

5) Легирующие элементы

Позволяют получить различные полезные свойства, распространенный легирующий элемент - хром

 

6) Связывающий элемент

Позволяет наносить на электродную проволоку смесь всех элементов

Пример: Na2O SiO2 (жидкое стекло)

 

 

[Andrew]

Способы повышения производительности сварочного процесса

 

Применение электродов диаметром более 8 мм обычно не позволяет повысить производительность процесса, так как увеличивающийся при этом вес электрода и держателя (в связи с повышением силы сварочного тока) приводит к быстрому утомлению сварщика. То же наблюдается при ручной дуговой сварке трехфазной дугой. Эти способы могут находить ограниченное применение при ванной сварке стержней арматуры железобетонных конструкций. Однако и здесь предпочтительнее применение одного электрода.

 

При ванной сварке расплавление основного металла осуществляется дугой и частично за счет теплоты, передаваемой изделию перегретым жидким металлом сварочной ванны (рис. 21). Поэтому сварку про- Рис 21 сборка под ванную сварку водят при повышенной силе горизонтальных стержней арматуры: тока. Стык стержней собирают 

с зазором в формах: стальной остающейся (из металлической полосы) или медной съемной многократного использования, или графитовой одноразового использования.

 

Сварку начинают в нижней части формы, расплавляя дугой нижние кромки стыка. До окончания сварки металл в верхней части сварочной ванны стараются поддерживать в расплавленном состоянии на возможно большую глубину и обязательно на всю ширину разделки и формы. Шов наплавляют несколько выше поверхности стержней. Процесс проводят вручную, хотя и были попытки создания установок для механизированной сварки, в которых расплавление электрода происходило автоматически, а их смена выполнялась вручную. Однако установки оказались сложными в эксплуатации и малопроизводительными.

 

Повышение производительности процесса достигается также применением электродов, содержащих в покрытии железный порошок (см. гл. III). С применением этих электродов сварка возможна только в нижнем положении, так как при сварке в других пространственных положениях увеличенный размер сварочной ванны приводит к вытеканию из нее расплавленного металла. Техника сварки швов в нижнем положении также усложняется по этой причине, но принципиально не отличается от сварки обычными электродами.

 

При сварке с глубоким проваром (другие названия: опиранием электрода, погруженной дугой и т. д.) повышение производительности сварки достигается за счет более глубокого проплавления основного металла. Сварку выполняют специальными электродами, дающими при их расплавлении козырек повышенных размеров, на который и опирают электрод (см. рис. 70). Сварщик, удерживая электрод под углом 70-85° к поверхности изделия, перемещает его вдоль свариваемых кромок без поперечных колебаний. Используется максимально допустимый ток. Выделяющиеся при расплавлении электрода газы, оттесняя расплавленный металл сварочной ванны из-под дуги, увеличивают глубину проплавления, которая регулируется изменением угла наклона электрода и скоростью его перемещения. Сварку выполняют в нижнем положении стыковых и угловых швов.

 

При способах сварки лежачим и наклонным электродами также применяют специальные электроды, расплавление покрытия которых, образуя козырек определенных размеров, предупреждает короткое замыкание дуги. Повышение производительности труда достигается за счет того, что один сварщик одновременно обслуживает несколько дуг. Лежачим электродом (рис. 22, а) сваривают стыковые и нахлесточные соединения и угловые швы на стали толщиной 0,5-6 мм. Используют электроды диаметром 2,5-8 мм и длиной до 2000 мм. Электрод укладывают на стык, подлежащий сварке, и накрывают сверху массивным медным бруском, изолированным бумагой от изделия, для предупреждения возможного обрыва дуги из-за деформации электрода при его 

расплавлении. Дугу зажигают замыканием рабочего конца электрода угольным стержнем или металлическим электродом и перемещают по мере расплавления электрода.

 

Для сварки этим способом удобнее использовать специальные станки. Этот способ сварки может быть использован для сварки неповоротных стыков труб, т. е. сварки шва в различных пространственных положениях. Для направления дуги в корень шва и управления переносом электродного металла в сварочную ванну, а также для удержания расплавленного металла сварочной ванны от вытекания в различных пространственных положениях используют создаваемое внешними электромагнитами специальной конструкции магнитное поле.

 

Способ сварки наклонным электродом (рис. 22, б) разработан в СССР в середине 30-х годов. В настоящее время его применяют за границей под названием гравитационная сварка. При сварке электрод закрепляют в штативе, устанавливаемом на поверхность изделия, через изолирующую подкладку^; по мере его оплавления он опускается с обоймой под действием веса. Токоподвод осуществляется непосредственно к электроду или обойме. Глубину проплавления и ширину шва регулируют изменением угла наклона электрода alfa.

 

В практике в небольшом объеме находят применение установки для механизированной дуговой сварки металлическими электродами с покрытием (штучными). В них поддержание дуги и ее перемещение вдоль’ свариваемых кромок происходит автоматически. Электроды сменяют вручную при остановке перемещения автомата или без его остановки. Повышение производительности процесса сварки достигается за счет обслуживания сварщиком двух установок и более.

[дефендер]

спасибо очень понятно и все просто-только научиться со скоростью варки))

[Alexey_88]

Для новичка очень полезная информация

[Глобул]

На картинке "сущность способа" обмазка выгорела выше стержня электрода, шов получается ниже чем основной метал. Это как-то нелепо весьма.

Вот так и то лучше:

http://www.dmz-karpaty.com/blog/wp-content/uploads/2014/07/ris-1.jpg

 

И что важно для начинающих -- длина дуги на таких картинках слишком велика. Просто запредельно. Не, я понимаю, показано схематично, но новичок именно так и воспринимает, длина дуги -- около сантиметра. На самом деле от двух до четырёх миллиметров, и ещё надо учесть, что из этих миллиметров, два закрыты обмазкой электрода. То есть ведём краем обмазки по металлу. Стержень выгорает вглубь обмазки, и не надо бояться касаться обмазкой металла. 

[Глобул]

И ещё пара советов которые я вбиваю в голову всем начинающим:

1. Расстояние от глаз до сварочной ванны -- 40 см. Если дальше, то вы не видите уже ничего, и варить не научитесь.
2. Смотреть надо под электрод. Именно там происходит то, за чем вам надо следить. Именно на площади в пол квадратного сантиметра под электродом происходит всё самое главное в сварке.

[Bukapintu]

подскажите какими электродами варить вертикальный шов?

[Etalon]

 

 

подскажите какими электродами варить вертикальный шов?

 

Любыми электродами предназначенными для сварки вертикальных швов...

На пачках электродов есть буквенное и графическое обозначение.

[Глобул]

Скажу проще -- всё что есть в широкой продаже подходит для сварки в вертикальном/потолочном/нижнем положении.

Или ещё проще -- я, за 20 лет, не встречался с электродами которыми нельзя варить вертикал. И даже не знаю ничего о таких электродах.

[Корабел]

 

 

Способ сварки наклонным электродом

 

Немного не в тему. Заинтересовался, что это за способ такой. Поиск привёл к описанию ГОСТов. Оказывается, термин с определением по ГОСТ Р ИСО 857-1-2009 «... Процессы сварки металлов. Термины и определения» (вступил в действие с 01.07.2010 г.) официально называется гравитационная сварка покрытым электродом. И вообще, оказывается, что многие термины уже недопустимы для применения в документации всех видов, научно-технической, учебной и справочной литературе. Например, полуавтоматическая дуговая сварка уже считается недопустимым синонимом. По ГОСТ Р ИСО 17659—2009 есть механизированная дуговая сварка: дуговая сварка, при которой подача плавящегося электрода или присадочного металла, или относительное перемещение дуги и изделия выполняются с помощью механизмов.

 

А ведь до сих пор пишут: полуавтоматическая.

[Корабел]

Вообщем, неудивительно, так как, если не ошибаюсь, цитаты приведённые @Andrew из 1977 года: Технология и оборудование сварки плавлением, авторы: А. И. Акулов, Г. А. Бельчук, В. П. Демянцевич. Хотя это и не сказывается на полезности данного материала!

Вот, чуть подробнее о сварке наклонным электродом.

1 — свариваемые детали; 2— источник питания сварочным током; 3 — электрод; 4 — зажим электрода; 5 — муфта; 6 — стойка.

В данном случае сварка протекает автоматически при постоянном режиме в отличие от обычной ручной сварки. Один сварщик может наблюдать за горением 4—5 электродов одновременно, что, безусловно, повышает производительность труда. Упрощается сварка в труднодоступных местах.

В настоящее время существуют два способа сварки с наклонными электродами:

— гравитационный — по мере сгорания электрод передвигается вдоль линии шва под действием силы тяжести;

— автоконтактный — по мере сгорания электрод передвигается вдоль линии шва под действием пружинного механизма.

Edited November 8, 2015 by Корабел

[АВН]

Ещё в 90-ых указывалось, что название "гравитационная сварка" не отвечает сущности метода, всё таки это "сварка наклонным электродом".

Для сварки шпаций в нижнем тавровом положении применялась установка "Огонёк", в дальнейшем южные верфи по ряду причин о неё отказались, а северные вроде нигде и не применяли. "Упрощается сварка в труднодоступных местах" - если зажать в держатель и просто сжечь электрод под углом 45⁰-10⁰, то да, а если тащить установку с рисунка, то я бы поспорил... :-)

[Корабел]

Спорить не буду, а то ещё доверят её применить в каком-нибудь "труднодоступном месте". Про то, что "гравитационная сварка" - не отвечает сущности, согласен. Но там хитро дополнено: ...покрытым электродом

[МассаТом]

 

 

Расплавленный металл в сварочной ванне от вытекания удерживается в основном силой поверхностного натяжения.

 

Все прочел, многое понятно. Но откройте тайну. Просто любопытство. Что удерживает перенесенный металл, выяснено, это сила поверхностного натяжения, а что заставляет каплю преодолеть силу притяжения (варим потолок) и с конца электрода перенестись на свариваемую поверхность? 

[Lohus]

 

 

с конца электрода перенестись на свариваемую поверхность?

Поток электронов. Магнитное и электрическое поле.

[МассаТом]

Подслушал из соседней комнаты. 

 

https://www.youtube.com/watch?v=20ut8DrAjIs

[МассаТом]

Электрическая дуга и ее свойства.

[Сергей09]

Интересный ролик.

[5SVR5]

Коллеги добрый день!

Читаю данный форум, очень много информации про электроды следующего характера: варят не варят, полярность, пространственное положение, провар, производитель и т.д. Но практически нет информации про легирование наплавленного металла.

Попытаюсь описать свой вопрос на примере УОНИ 13/55. Стержень электрода проволока Св-08А, а механика сварного шва как у проволоки Св-08Г2С, ну или где-то рядом с этим. Очевидно, что выполняется легирование металла через обмазку электрода.

Вопрос у меня в следующем – есть ли зависимость, что при изменении технологии сварки изменяется механика сварного шва, в частности увеличивается ударную вязкость. Например, при перегреве металла ударная вязкость будет ниже, следовательно этот параметр надо контролировать. Например, при сварке под легированным флюсом повышение напряжения сварочного тока приводит к увеличению легирования наплавленного металла, следовательно, изменяется свойство наплавленного металла.

Влияет ли сила тока, полярность, пространственное положение, технология ведения электрода на механику сварного шва?

[NikOtiN]

 

 

Попытаюсь описать свой вопрос на примере УОНИ 13/55. Стержень электрода проволока Св-08А, а механика сварного шва как у проволоки Св-08Г2С, ну или где-то рядом с этим. Очевидно, что выполняется легирование металла через обмазку электрода.

 

 В сварочной проволоке Св-08Г2С кремний и марганец несут служебную функцию раскисления сварочной ванны и расходуются в процессе сварки. В результате наплавленный метал близок по составу к металлу после электродов со стержнем Св-08А

[qwerty444]

@NikOtiN, что посоветуете из двух вариантов лучший,

 

1 - варить оцинкованую трубу электродами ок46, рутилцеллюлозными, или

 

2 - варить оцинков.трубу электродами лб52у??

 

А, труба 40-я

Edited April 10, 2022 by qwerty444

[NikOtiN]

Оцинкованные трубы используют для неответственных конструкций обычно. Значит никакого смысла использовать лб52у нет.