Все о сварке

Технология ручной дуговой сварки


ТЕХНОЛОГИЯ РУЧНОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ

⇐ Предыдущая3456789101112Следующая ⇒

Подготовка поверхности металла под сварку и

требования к сборке металлических деталей перед сваркой

Подготовка деталей под сварку заключается в правке, разметке, резке, подготовке кромок под сварку, холодной или горячей гибке.

Правку металла выполняют на станках. Листовой и полосовый металл правят на различных листоправильных вальцах. Угловую сталь правят на роликовых машинах. Двутавры и швеллеры правят на правильно-гибочных прессах кулачкового типа.

Разметка — это такая операция, которая определяет конфи­гурацию будущей детали. Применение разметочно-маркиривочных машин с пневмокернером обеспечивает скорость разметки до 10м/мин при точности ±1 мм и допускает использование программного управления. Использование газореза тельных машин с масштабной фотокопировальной системой управления или программным управлением позволяет обходиться без разметки.

Механическую резку применяют для прямолинейного реза листов, иногда и для криволинейного реза листов при использовании для этой цели роликовых ножниц с дисковыми ножами. Углеродистые стали разрезаются кислородной и плазменно-дуговой резкой. По механизации эти способы могут быть ручными и механизированными. Для резки легированных сталей, цветных металлов может применяться кислородно-флюсовая или пламенно-дуговая резка.

Форма подготовки кромок металла под сварку зависит от толщины листов. Основной металл и присадочный материал перед сваркой должны быть тщательно очищены от ржавчины, масла, окалины, влаги и различного рода неметаллических загрязнений. Наличие указанных загрязнений приводит к обра­зованию в сварных швах пор, трещин, шлаковых, включений, что ведет к снижению прочности и плотности сварного соединения.

Требования к сборке металлических деталей перед сваркой. Применяемые сборочно-сварочные приспособления должны обеспечивать доступность к местам установки деталей, рукоят­кам фиксирующих и зажимных устройств, а также местам прихваток и сварки. Эти приспособления должны быть также достаточно прочными и жесткими, обеспечивать точное зак­репление деталей в нужном положении и препятствовать их деформированию в процессе сварки. Кроме этого, сборочно-сварочные приспособления должны обеспечивать оптимальный порядок сборки и сварки:

-наименьшее число поворотов при наложении прихваток и сварных швов;

-свободный доступ для проверки размеров изделий и их легкий съем после изготовления;

-безопасность сборочно-сварочных работ. Любая сборочная операция не должна затруднять выполне­ние следующей операции. Поступающие на сборку детали должны быть тщательно проверены. Проверке подлежат все геометрические размеры детали и подготовленная форма кромок под сварку.

Сборку сварных конструкций, как правило, осуществляют либо по разметке, либо при помощи шаблонов, упоров, фиксаторов, прижимных механизмов, стендов или специальных приспособлений-кондукторов, об­легчающих сборочные операции. Точность сборки контролируют шаблонами, щупами (рисунок 36), а также измерительными приборами. Подготовку и сборку изделий под сварку выполняют с соблюдением следующих основных обязательных правил:

Рисунок 36 - Контроль сборки под сварку

-притупление кромок и зазоры между ними должны быть равномерными по всей длине;

-кромки элементов, подлежащих сварке, и прилегающие к ним места шириной 25 - 30 мм от торца кромки должны быть высушены, очищены от грата после резки, масла, ржавчины и прочих загрязнений;

-во избежание деформаций прихватку следует выполнять качественными электродами через интервал не более 500 мм при длине одной прихватки 50 - 80 мм;

-для обеспечения нормального и качественного формирования шва нужно в начале и в конце изделия прихватывать выводные планки.

Режимы ручной дуговой сварки металлическими

Электродами

Под режимом сварки понимают совокупность условий, создающих устойчивое протекание процесса сварки, а именно: стабильное горение сварочной дуги, получение сварных швов необходимых размеров, формы и качества. Режим сварки складывается из ряда параметров. Параметры режима сварки подразделяют на основные и дополнительные. К основным параметрам режима сварки при ручной дуговой сварке относят величину, род и полярность тока, диаметр электрода, напряже­ние, скорость сварки и величину поперечного колебания конца электрода, а к дополнительным — величину вылета электрода, состав и толщину покрытия электрода, начальную температуру основного металла, положение электрода в про­странстве (вертикальное, наклонное) и положение изделия в процессе сварки.

Выбор диаметра электрода. Диаметр электрода выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла; марки свариваемого металла; формы разделки кромок и номера выполненного валика-шва; положения, в котором выполняется сварка; вида соединения (Таблица 4).

Диаметр электрода в зависимости от толщины свариваемого металла выбирают в основном при сварке в нижнем положении, хотя такой выбор не исключен при сварке в других простран­ственных положениях. При сварке металла в нижнем положении (если не учитывать форму разделки кромок) имеется следую­щая экспериментальная зависимость между толщиной свари­ваемого металла и диаметром электрода.

Таблица 4 Рекомендуемые значения диаметра электрода в зависимости от толщины свариваемого изделия.

Толщина свариваемого металла, мм 1,5 4-5 6-8 9-12 13-15 16-20
Диаметр электрода, мм 1,6 2-3 2-4 2-5 3-5 4-5 4-5 и более

Электроды диаметром 2—3 мм при сварке металла толщи­ной от 4 мм и выше применяют при выполнении первого слоя — так называемого корневого шва.

Диаметр электрода при прочих равных условиях выбирают в зависимости от марки свариваемого металла. Для умень­шения тепловложения в основной (свариваемый) металл (для снижения возможности образования трещин), особенно при сварке закаливающихся сталей и чугуна, электрод берут диа­метром 2—3 мм, что обеспечивает получение валика неболь­шого сечения.

Диаметр электрода выбирают также в зависимости от формы разделки кромок под сварку. Если разделки кромок нет, то диаметр электрода можно подбирать по выше приведенной зависимости. Если же имеется разделка кромок, то при нало­жении первого слоя, независимого от марки свариваемого металла, применяют электроды диаметром 2-3 мм и редко 4 мм. Применение электродов больших диаметров (свыше 4 мм), как правило, приводит к непровару, зашлаковыванию и образованию ряда других дефектов. Последующие слои выполняют электродами диаметром 4 мм, а если толщина металла свыше 12 мм и сварку выполняют в нижнем положении, то могут быть применены электроды диаметром 5 мм. Декора­тивный слой при сварке металла толщиной более 12 мм в нижнем положении можно выполнить электродами диаметром 4 мм и более. При выполнении швов в вертикальном и других пространственных положениях первый слой накладывают электродами диаметром 2-3 мм и редко 4 мм, а последующие слои, в том числе и декоративный слой, выполняются электродами диаметром 4 мм.

Диаметр электрода должен выбираться в зависимости от свариваемого соединения. При сварке стыкового соединения выбор диаметра электрода надо осуществлять как было сказано выше. При сварке тавровых, угловых и нахлесточных сое­динений существует такое правило выбора диаметра элек­трода:

-для швов, выполняемых в несколько слоев, первый слой делают электродами диаметром 2, 3, 4 мм. Чем ответствен­нее конструкция, тем меньше диаметр применяемого электрода, что способствует получению хорошего провара в корне шва, уменьшает тепловложение в основной металл, а, следовательно, снижает сварочные напряжения и деформации;

-для швов, выполняемых за один проход, применяют электроды диаметром 2, 3, 4, 5 и 6 мм — в зависимости от толщины свариваемых листов.

Тип и марку электрода подбирают в зависимости от прочности, механических и эксплуатационных свойств сварного соединения.

Форма и размеры шва зависят от режима сварки (рисунок 37).

Величина, род и полярность тока. С увеличением сварочного тока глубина провара увеличивается, ширина шва почти не меняется (рисунок , а). Род и полярность тока также влияют на форму и размеры шва. При сварке постоянным током обратной полярности глубина провара на 40-50% больше, чем при сварке постоянным током прямой полярности, что объясняется различным количеством теплоты, выделяю­щейся на аноде и катоде. Поэтому обратная полярность применяется при сварке тонкого металла с целью исключения прожога и при сварке высоколегированных сталей с целью исключения их перегрева. При сварке переменным током глубина провара на 15—20% меньше, чем при сварке постоян­ным током обратной полярности.

Род и полярность тока выбирают по типу электродного покрытия, марке свариваемого металла, толщине свариваемого металла.

Рисунок 37 - Влияние на форму и размеры шва сварочного тока (а), напряжения дуги (б), скорости сварки (в)

Напряжение дуги. Напряжение на дуге изменяется пропор­ционально длине дуги. При увеличении длины дуги возрастает ее напряжение и поэтому увеличивается доля тепла, идущая на плавление электрода и основного металла. В результате этого ширина сварного шва увеличивается, а глубина провара и высота усиления уменьшаются (рисунок ,б). Напряжение на дуге зависит от величины тока и диаметра электрода. Оно обычно бывает 18-40 В. Сварку лучше выполнять короткой дугой, где напряжение устанавливается 18-20 В. Длинная дуга издает резкий звук, сопровождающийся хлопками и значительным разбрызгиванием расплавленного металла. Поэтому опытный сварщик по звуку дуги может даже на некотором расстоянии судить о ее длине. С целью уменьшения длины дуги следует быстрее опускать вниз электрододержатель с электродом.

Скорость сварки.С увеличением скорости сварки ширина сварного шва уменьшается, наряду с этим глубина провара увеличивается, что является следствием того, что жидкий металл не успевает подтекать под дугу и толщина его прослойки мала. При дальнейшем увеличении скорости сварки время теплового действия дуги на металл и глубина провара умень­шается, а при значительной скорости сварки будет даже образовываться несплавление основного металла с металлом шва.

Наклон электрода. Ручную дуговую сварку можно выпол­нять вертикальным электродом, углом вперед и углом назад. В виду того что столб дуги стремится сохранить направление оси электрода, то в каждом из этих случаев форма сварочной ванны и, следовательно, форма шва будет различной. При сварке углом вперед, как правило, жидкий металл подтекает под дугу, поэтому глубина провара и высота усиления уменьшаются, а ширина шва увеличивается. При сварке углом назад жидкий металл давлением дуги вытесняется из-под нее, поэтому глубина провара и высота усиления увеличиваются.

Наклон изделия. В зависимости от расположения соединений на изделии или от наклона изделия ручная дуговая сварка может быть выполнена на горизонтальной плоскости, на подъем и спуск. Влияние наклона изделия и пространственного расположения соединений на изделии на форму шва примерно такое, что и влияние наклона электрода. При сварке на подъем расплавленный металл под действием собственного веса вытекает из-под дуги, в результате чего увеличиваются глубина проплавления и высота усиления, а ширина шва уменьшается. При сварке на спуск жидкий металл подте­кает под дугу, что уменьшает глубину проплавления и уве­личивает ширину шва.

Предварительный подогрев и последующую термическую обработку выполняют в случаях, когда металл склонен к образо­ванию закалочных структур, например закалочные структуры образуются в сварных соединениях при сварке средне- и высоко­углеродистых сталей, низколегированных, теплоустойчивых и высоколегированных сталей и т. д., и когда металл обладает значительной теплопроводностью и теплоемкостью (медь и др.). Положение в пространстве, котором выполняется сварка. Ручную дуговую сварку практически можно выполнять во всех пространственных положениях: нижнем, в лодочку, полуверти­кальном, вертикальном, полугоризонтальном и горизонталь­ном, а также полупотолочном и потолочном. Возможность выполнения сварки в том или ином положении зависит прежде всего от марки свариваемого металла и типа покрытия электрода.

Выбор сварочного тока. Сварочный ток устанавливают в за­висимости от диаметра применяемого электрода и пространст­венного положения, в котором выполняется сварка.

Для сварки в нижнем положении сварочный ток может быть определен по формуле

Iсв = K×dэ,

где Iсв - сварочный ток, А; К — коэффициент пропорциональности, зависящий от диаметра и типа электрода, А/мм; dэ — диаметр электрода, мм.

При сварке низкоуглеродистых сталей значения К сле­дующие:

Диаметр электрода, (dэ), мм 1-2 3-4 5-6

Коэффициент пропорциональности,

А/мм 25-30 30-45 45-60

При сварке в вертикальном положении сварочный ток выражается по формуле

Iсв = 0,9×dэ,

где 0,9 — коэффициент, учитывающий снижение сварочного тока при сварке в верти­кальном положении.

При сварке в потолочном положении сварочный ток равен

Iсв = 0,8×dэ,,

где 0,8 — коэффициент, учитывающий снижение сварочного тока при сварке в потолочном положении.

⇐ Предыдущая3456789101112Следующая ⇒

Читайте также:

lektsia.com

Технология ручной дуговой сварки

Применяются следующие типы сварных соединений (рис. 1): стыковые, нахлесточные, тавровые, угловые, торцовые.

Стыковое сварное соединение — сварное соединение двух элементов конструкции, примыкающих друг к другу торцовыми поверхностями.

Нахлесточное сварное соединение — сварное соединение двух элементов конструкции, в котором сварные элементы расположены параллельно и частично перекрывают друг друга.

Тавровое сварное соединение — сварное соединение, в котором торец одного элемента конструкции примыкает под углом к боковой поверхности другого элемента.

Угловое сварное соединение — сварное соединение двух элементов конструкции, примыкающих под углом друг к другу.

Торцовое сварное соединение — сварное соединение двух элементов конструкции, в котором их боковые поверхности примыкают друг к другу, а свариваемые торцы расположены рядом.

Сварной шов — участок сварного соединения, образовавшийся в результате кристаллизации расплавленного металла электрода и основного металла при сварке.

Рис. 1. Типы сварных соединений:

а — стыковое; б — нахлесточное; в — тавровое; г — угловое; д — торцевое

Рис. 2. Классификация сварных швов по положению в пространстве:

1 — нижний; 2 — нижний в лодочку; 3 — горизонтальный на вертикальной плоскости; 4 — вертикальный; 5 — потолочный

Сварные швы могут быть, стыковыми и угловыми (рис. 2).

Стыковой сварной шов — сварной шов стыкового соединения.

Угловой сварной шов — сварной шов углового, нахлесточного или таврового соединения.

Сварной шов торцового сварного соединения можно назвать швом на линии примыкания торцов двух плоскостей.

Основные виды сварных швов по положению в пространстве (рис. 2): нижний, нижний в лодочку, горизонтальный на вертикальной плоскости, вертикальный, потолочный.

Стыковые швы по форме их наружной поверхности по отношению к прилегающей поверхности конструкции могут быть нормальными (плоскими), выпуклыми или вогнутыми.

Плоские и вогнутые швы лучше работают при динамических и знакопеременных нагрузках, так как у них нет резкого перехода от основного металла к металлу шва.

Соединения с выпуклыми швами лучше работают при статических нагрузках, но они неэкономичны из-за большого расхода электродов.

Сварные швы подразделяются также на рабочие, непосредственно воспринимающие нагрузки, и соединительные (связующие), предназначенные только для соединения деталей конструкции.

Форма разделки кромок свариваемых деталей и их сборка под сварку характеризуются следующими конструктивными элементами: зазор, притупление кромок, угол скоса кромок (табл. 1). Зазор между гранями свариваемых деталей определяется их толщиной, маркой стали, способом сварки, формой подготовки кромок. При сварке плавящимся электродом зазор составляет 0...5 мм.

Таблица 1. Некоторые типы и размеры конструктивных элементов швов

Тип шва по ГОСТ Наименование сварного соединения и шва Тип конструктивных элементов Схема сварного соединения Размер конструктивных элементов, мм
С2 Стыковое без скоса кромок, двухстороннее S=S1 в а
3...3,5 8±4 1+0,5-1,0
4...4,5
5...5,5 9±4 2+1,5-1,0
6...8
h=2...3
С3 Стыковое без скоса кромок, одностороннее h=2...3
С8 Стыковое, V-образный шов со скосом двух кромок, двухсторонний S=S1 в  
3...8 S+11
9...14 S+13
15...21 S+15
в1=10±4 h=3...4
С9 Тот же, шов односторонний в1=10±4 h=3...4
С15 Стыковое, Х-образный шов с двумя скосами двух кромок, двухсторонний S=S1 в h
12...17 S+3 3
18...29 S+1 4
30...44 S-3
42...50 S-8
51...60 S-11 5
У4 Угловое, шов без скоса кромок двухсторонний S=2...30
S1=2...30
У5 Угловое, шов без скоса кромок односторонний S=1...30
S1=2...30
У7 Угловое, шов со скосом одной кромки односторонний S в
4...7 S+11
8...11 S+13
12...17 S+15
18...26 S+18
h=3...4; S1≤S
У10 Угловое, шов со скосом двух кромок односторонний S в
12...14 S+12
16...21 S+14
22...26 S+15
h=3...4; S1=S
Т1 Тавровое, шов без скоса кромок двухсторонний S К
3...6 3...4
7...9 5
10...30 6...8
Т8 Тавровый со скосом одной кромки, двухсторонний S в h
4...7 S+9 3±3
8...11 S+11
12...17 S+13 4±3
18...26 S+16 5±3
в1=3
Т9 Тавровый со скосом одной кромки, односторонний в1=3
Т10 Тавровый со скосом двух кромок, двухсторонний S в h
12...17 S+2 3±3
18...25 S 5±3
26...35 S-2 6±3
36...47 S-3 9±3
48...51 S-4 11±3
52...60 S-5 12±3
Н2 Внахлестку без скоса кромок, двухсторонний S=2...60 К=S
Н3 Внахлестку электрозаклепками S≥2 d≥2S

Рис. 3. Основные элементы швов: а — углового: 1 — корень шва, 2 — провар, 3 — граница наружной поверхности шва, 4 — лицевая поверхность; К — катет шва; h — теоретическая толщина шва, Н — фактическая толщина шва;

б — стыкового: 1 — граница наружной поверхности шва, 2 — лицевая поверхность шва, 3 — усиление шва, 4 — провар, 5 — корень шва, 6 — провар корня шва

Основные конструктивные элементы шва сварного соединения: ширина, выпуклость, глубина проплавления (для стыкового шва), катет (для углового шва).

На рис. 3 приведены основные элементы сварного шва.

otdelka-profi.narod.ru

Технология ручной дуговой сварки

Способы Славянова и Бенардоса

Электрическая ручная дуговая сварка для большинстве отраслей промышленности, в том числе для судостроения и других видов работ Военно-Морского Флота, имеет наиболее важное значение и чаще всего применяется на практике.

Рис. 11. Схема сварки по способу Беаардоса: 1—угольный электрод; 2-присадочный материал

Рис. 12. Схема сварки по способу Славянова

Электрической она называется потому, что нагрев места сварки- производится электрическим током. Дуговой она называется потому, что нагрев производится пламенем вольтовой дуги. По состоянию металла электрическая сварка является сваркой плавлением, так как металл места сварки расплавляется и переходив в жидкое состояние. Первый практически пригодный способ дуговой сварки изобрел русский инженер Бенардос в 1885 г. По способу Бенардоса. (рис. 11) положительный полюс (плюс) источника постоянного] тока присоединяется проводом достаточного сечения к металлу, который требуется подвергнуть сварке; отрицательный полю (минус) присоединяется к держателю электрода, находящемуся в руке сварщика. В держатель вставляется стержень из электро технического угля или графита (электрод, похожий на угольный электроды, применяемые в прожекторах и киноаппаратах). Между электродом и основным металлом зажигается мощная вольтова дуга в 200—500 ампер, которая расплавляет металл и образует на нем жидкую ванну. Другой рукой сварщик вводит в пламя дуги ; конец прутка присадочного металла, который расплавляется и смешивается в ванне с основным металлом. Угольная дуга при этом способе сварки питается постоянным током, причем на электрод всегда приходится минус, а на основной металл — плюс источника сварочного, тока. Такая полярность в технике сварки называется прямой или нормальной. Способ Бенардоса иначе называется дуговой сваркой угольным электродом, или угольной дугой. В 1893 г. русский инженер Славянов вместо угольного электрода предложил применить металлический стержень. По способу Славянова (рис. 12) сварочная дуга может питаться как постоянным, так и переменным электрическим током. При постоянном токе, минус может присоединяться к электроду, а плюс—к основному металлу и наоборот (обратная полярность). Долгое время способы дуговой сварки Славянова и Бенардоса имели весьма малое практическое применение. Но впоследствии они были освоены и стали применяться в широких размерах, сначала в американской промышленности, а затем (с 1929 г.) в СССР. В настоящее время на практике применяется почти исключительно способ Славянова, иначе называемый дуговой сваркой металлическим электродом или сваркой металлической дугой.

Сварочная дуга

Плавление металла при ручной дуговой сварке производится пламенем вольтовой дуги, при которой электрический ток проходит через небольшой газовый промежуток между электродом и основным металлом. К веществам, хорошо проводящим электрический ток, так Называемым проводникам электрического тока, относятся металлы, уголь, графит, растворы кислот, солей, морская вода и, т. д. К непроводникам электрического тока, так называемым изоляторам, относятся стекло, фарфор, резина, минеральные масла, сухое дерево. Промежуточное положение занимают так называемые полупроводники—пресная вода, сырое дерево, тело человека и т. д. Электропроводность объясняется наличием в проводниках большого количества мельчайших, электрически заряженных свободно движущихся частиц. В непроводниках таких частиц очень мало. Все газы, в том числе и воздух, при обычной комнатной температуре содержат очень мало электрически заряженных частиц и являются непроводниками электрического тока (изоляторами). Но, искусственно создав в газах большое количество электрически заряженных частиц, мы можем сделать их проводниками электрического тока, для чего достаточно довести газ до температуры в несколько тысяч градусов. При нагревании все газы, в том числе и воздух, образуют электрически заряженные частицы и начинают хорошо проводить электрический ток.

Кратковременное прохождение электрического тока через газовый промежуток, продолжающееся очень малую долю секунды, называется электрической искрой (примером естественной очень мощной искры является молния). Длительное прохождение электрического тока через сильно нагретый газ образует вольтову дугу или дуговой разряд, примером которого может служить сварочная дуга .

Рассматривая сварочную дугу через густо окрашенные защитные стекла, можно различить в ней центральную часть, или сердцевину, которая имеет наибольшую яркость и наивысшую температуру. Вокруг сердцевины располагается пламя дуги, или ореол, со значительно меньшей температурой (рис. 13). На поверхности электродов, в тех местах, где они соприкасаются с сердцевиной дуги, наблюдаются пятна ослепительной яркости с весьма высокой температурой, вызывающей кипение и быстрое испарение металла. Сердцевина нормальной сварочной дуги имеет величину, примерно равную спичечной головке. Эта часть дуги является наиболее важной и практически производит плавление металла и сварку. Нагрев металла дугой : происходит главным образом вследствие бомбардировки поверхности металла быстро движущимися электрически заряженными частицами. Наивысшей температурой (6000 — 8000 градусов применяемой в современной технике, обладает сердцевина сварочной дуги. Развивая высокую температуру, дуга дает небольшое количество тепла (малое число калорий), меньше, чем обыкновенная бензиновая паяльная лампа. Поэтому предметы, подвергаемые действию дуги (например, корпус корабля), во время сварки мало нагреваются и остаются холодными уже на расстоянии в несколько сантиметров от дуги. Дуга расплавляет, не только основной металл, но и конец 11 электрода. Расплавленный металл электрода переходит с конца электрода в ванну.

Развивая высокую температуру, дуга излучает яркий свет, содержащий невидимые химические или ультрафиолетовые лучи.

Рис. 13. Схема металлической сварочной дуги: 1—ванна; 2—кратер; 3—положительный столб (сердцевина); 4—пламя (ореол)

Они сильно действуют на человеческий организм, вызывая воспаление глаз и ожоги кожи. Поэтому на дугу можно смотреть только через специальные темные стекла. Лицо же сварщика защищается щитком или шлемом, кисти рук—рукавицами.

Зажигание дуги

Сварщик начинает работу с зажигания дуги. Для упражнений в зажигании дуги рекомендуется взять электрод диаметром в 4 мм и установить силу сварочного тока в 160—180 ампер. Для зажигания дуги применяются два способа: а) сварщик быстро подает электрод вперед и слегка касается концом электрода поверхности металла (рис. 14, а), затем он тотчас же медленно отводит электрод назад на расстояние около 2—3 мм; если дуга не загорится, указанный прием повторяется; б) второй способ зажигания дуги (рис. 14, б) напоминает зажигание спички; сварщик быстро проводит („чиркает») концом электрода по поверхности металла и медленно отводит его на небольшое расстояние (около 2 мм).

Ошибки сварщика 

По мере освоения зажигания дуги сварщик приучается поддерживать одинаковую длину ее при непрерывном сгорании электрода. Дуга расплавляет электрод довольно быстро. Нормальный электрод длиной в 450 мм полностью сгорает за 1—2 мин. Для успеха сварки совершенно необходимо поддерживать строго постоянную небольшую длину дуги (около 2—3 мм). Поэтому сварщик должен приучиться автоматически подавать электрод вперед по мере сгорания, с тем, чтобы длина дуги оставалась постоянной. Дуга расплавляет основной металл, образуя на его поверхности ванну жидкого металла (шириной 10—12 мм, глубиной 2-4 мм), и выдавливает углубление в жидком металле, которое называется кратером (рис. 13). Одновременно дуга расплавляет и электрод, конец которого принимает форму капли жидкого металла. Расплавленный металл электрода отдельными мелкими каплями (по нескольку десятков в секунду) переходит в ванну. Отдельные капли следуют одна за другой настолько быстро, что глаз не может уловить процесса перехода металла с электрода в ванну. Вследствие высокой температуры дуги металл ванны частично кипит, давая значительное количество паров металла, которые заполняют дугу и сгорают в ее пламени. Сгорающие пары металла дают значительное количество дыма вокруг дуги, который образует желтоватый налет на поверхности свариваемого металла и окружающих предметах. Этот налет состоит из мельчайших частиц окислов металла.

Сгорание паров металла вызывает частичную потерю металла на угар. Кроме того, вследствие бурного кипения металла в сварочной ванне дуга разбрасывает в стороны отдельные брызги его (от мельчайших частиц до крупных капель величиной с мелкую горошину).

В зависимости от качества электрода общая потеря металла на угар и разбрызгивание может составлять от 10 до 50°0 от веса электрода.

Большое разбрызгивание и наличие крупных капель служат признаком плохого качества электрода или неправильного ведения процесса сварки слишком длинной дугой.

Слишком длинная дуга дает наплавленный металл плохого качества вследствие усиленного воздействия на него кислорода и азота воздуха. Поэтому сварщик должен всегда поддерживать короткую дугу. Длина дуги должна быть меньше диаметра электрода. Так как сварщик обычно смотрит вдоль электрода и ему трудно оценить длину дуги, то важно с самого начала научиться правильно определять длину дуги по косвенным признакам. Короткая дуга дает небольшое количество мелких капель и брызг, горение же ее сопровождается равномерным искрением; кратер на ванне имеет значительную глубину; на конце электрода не образуется больших капель. Длинная дуга выбрасывает большое количество крупных капель и брызг, образуя на конце электрода крупные капли; она издает резкий и свистящий звук, более громкий, чем короткая дуга; кратер при этом имеет незначительную глубину.

По окончании сварки можно судить о длине дуги по внешнему виду наплавленного металла и прилегающей поверхности основного металла. При длинной дуге металл покрывается большим количеством желтого налета и на поверхности основного металла образуется много крупных затвердевших брызг. При короткой дуге количество налета и число брызг незначительны.

Наплавка валика

После того как сварщик освоил зажигание дуги и поддержание неизменной ее длины, он может перейти к изучению основного приема сварки именующейся как наплавка валика. Как только дуга загорелась,пламя ее стало ровным, необходимо перемещать ее по линии сварки, иначе металл ванны начинает усиленно кипеть, перегревается и после затвердевания оказывается пористым.

Ряс. 16. Валик наплавленного металла: 1—наплавленный металл; 2—зона влияния; 3—основной металл,’ 4— конечный кратер

Перемещая дугу равномерно по линии сварки с постоянной скоростью, мы наблюдаем, что электрод быстро плавится и укорачивается, а на поверхности основного металла вслед за движением дуги образуется полоска наплавленного металла. Эта полоска наплавленного металла называется валик (рис. 16). Обучение сварщиков рекомендуется начинать с наплавки прямолинейных валиков электродом диаметром в 4 мм, при токе в 160-180 ампер, на пластинах котельного железа толщиной в 8 —10 мм. Подходящей величиной можно считать пластину длиной в 200—400 мм, шириной в 100 — 200 мм. Поверхность пластины должна быть предварительно зачищена стальной проволочной щеткой до металлического блеска. Зачистка повторяется после наплавки каждого валика. Основное внимание следует обратить на правильную равномерную скорость перемещения сварочной дуги по линии сварки и прямолинейность полученного валика. Существенное значение для процесса сварки имеет угол наклона электрода к поверхности основного металла. Этот угол должен составлять 20—30° с линией, перпендикулярной к поверхности изделия, или 60—70° к указанной поверхности, как показано на рис. 17.

Капли расплавленного электродного металла переносятся по направлению оси электрода и при правильном угле его наклона попадают в ванну расплавленного основного металла, сплавляясь и сливаясь с ним в одно целое.

Не следует держать электрод перпендикулярно к поверхности основного металла. В этом случае часть капель электродного металла может попасть на нерасплавленную поверхность и не сплавиться с ней.

Нельзя вести электрод с наклоном против направления движения дуги, так как тогда значительная часть капель электродного металла окажется на нерасплавленной поверхности и не попадет в ванну, что значительно понизит качество сварки. При упражнениях в наплавке валика необходимо поддерживать правильный и постоянный угол наклона электрода. При проведении первоначальных упражнений следует брать такую скорость перемещения дуги, чтобы длина наплавки приблизительно равнялась сожженной длине электрода. Для облегчения первых упражнений можно намечать направление валика, проводя мелом черту на поверхности пластины. 1;осле приобретения достаточного опыта предварительную наметку мелом не применяют.

Перемещая дугу по линии сварки, не следует забывать и о подаче электрода вперед по мере сгорания для поддержания . неизменной длины дуги. Валик, наплавленный прямолинейным движением конца электрода, без боковых перемещений, называется узким валиком.

Рис. 17. Наклон электрода

Рис 18. Путь конца электрода при наплавке широкого валика

Обычно на практике применяется более сложный способ наплавки валика: концу электрода придаются равномерные небольшие колебательные движения поперек линии сварки. Путь конца электрода в этом случае схематически может быть представлена зигзагообразной линией, изображенной на рис. 18. Из трех способов движения электрода (показанных на рисунке) большинство сварщиков наилучшим для обыкновенных электродов считают второй. Третий способ (показанный на том же рисунке) применяется главным образом при сварке так называемыми качественными электродами с толстой обмазкой.

Рис. 19. Наплавка трех параллельных валиков валика: а—хороший; б— плохой (кругом брызги металла)

Рис. 20. Внешний вид

Ширина составляет приблизительно 1 диаметра электрода; наплавка валика с поперечными колебательными движениями .конца электрода может значительно увеличить эту ширину, поэтому валик, наплавленный с поперечными колебательными движениями конца электрода, называется широким валиком. Ширина его в зависимости от размаха поперечных колебаний может составлять 2—-3 диаметра электрода. Упражнения в наплавке широкого валика производят до тех пор, пока не будет достигнуто постоянство ширины валика по всей длине при полной прямолинейности. После освоения наплавки широкого валика можно перейти к следующему, более трудному упражнению— наплавке трех параллельных валиков с расстоянием друг от друга в 15—20 мм, как это показано на рис. 19. После твердого усвоения наплавки прямолинейных валиков постоянной ширины во всех направлениях (от себя, к себе, слева направо и справа налево) сварщик может перейти к изучению приемов простейших производственных работ. Валик является основным элементом сварки металлическим электродом. Всякая сварочная работа сводится к наплавке в правильной последовательности необходимого количества валиков. Внешний вид валиков хорошо и плохо наплавленных показан на рис. 20. Поверхность валика неровная и состоит как бы из отдельных чешуек, что объясняется быстрым затвердеванием | кипящего металла ванны по удалении дуги.

На конце валика обычно наблюдается небольшое углубление» носящее • название конечный крагер. Происхождение конечного i кратера может быть объяснено следующим образом. Как уже упоминалось выше, дуга выдавливает ямку-кратер на поверхности жидкой ванны. Кратер заполняется металлом, переходящим с конца электрода в ванну, и валик получает выпуклую поверхность. Обрывая дугу у конца валика, мы оставляем кратер (существовавший в этот момент на поверхности ванны) не заполненным электродным металлом. Вследствие быстроты затвердевания I металла поверхность кратера не успевает выровняться, почему и остается углубление в конце валика.

svarak.ru


Смотрите также