СУЩНОСТЬ РУЧНОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ
Среди всех способов сварки наиболее распространенаручная дуговая сварка штучными электродами как наиболееуниверсальная. Способ позволяет без замены сварочного инструментаи оборудования (при правильно выбранном сварочномрежиме) выполнять швы различных типов и назначения, а такжевести сварку в любом пространственном положении в труднодоступныхместах.
При сварке покрытым электродом происходит плавлениестержня и покрытия. Шлак обволакивает капли металла, образующиесяпри плавлении электродной проволоки. В ванне шлакперемешивается и, всплывая на ее поверхность, образует шлаковыйпокров, предохраняющий металл от взаимодействия скислородом и азотом воздуха. Кроме того, всплывая на поверхностьванны, шлак очищает расплавленный металл.
Покрытие электрода обеспечивает газошлаковую защитуметалла сварочного соединения от взаимодействия с воздухом иметаллическую обработку металла в ванне. Покрытыми электродамисваривают черные и цветные металлы и различныесплавы практически любой толщины.
Рациональная область применения дуговой сварки покрытымиэлектродами – изготовление конструкций из металлов столщиной соединяемых элементов более 2 мм при небольшойпротяженности швов, расположенных в труднодоступных местахи различных пространственных положениях.
Основные преимущества: универсальность и простотаоборудования. Недостатки: невысокая производительность иприменение ручного труда.
ОБОРУДОВАНИЕ
Источники питания сварной дуги должны удовлетворятьследующим требованиям:
1. Напряжение холостого хода, то есть напряжение на зажимахисточника тока при разомкнутой сварочной цепи, должно бытьдостаточным для зажигания дуги, но не превышать безопаснойдля сварщика величины.
2. Мощность источника должна быть достаточной для питаниядуги необходимым по величине сварочным током.
3. Источники питания дуги должны иметь устройства для плавногорегулирования ока в нужных для сварки пределах.
4. Источники питания дуги должны иметь небольшой вес, размеры,а также быть удобными в эксплуатации.
Различают источники питания: постоянного тока (сварочныегенераторы, выпрямители и инверторы) и переменного тока (сварочныетрансформаторы). Для сварки переменным током используюттрансформаторы с регулированием сварочного тока различноймощности и массы (табл. 1).
Для сварки постоянным током в цепь включают дополнительновыпрямитель. Основные характеристики приведены втабл. 2.
В качестве генераторов постоянного тока со щеточно-коллекторнымтокосъемом для сварки нашли применение одно- и многопостовые генераторы общего назначения. Характеристикинекоторых генераторов приведены в табл. 3.
Они предназначены для проведения сварочныхработ в местах, удаленных от источников энергоснабжения,например при строительстве магистральных трубопроводов.
Их устанавливают на прицепе или на самоходных сварочных агрегатахна базе дизельного трактора.
Сварочные инверторы - это самые современные сварочные аппараты, которые в настоящее время почти полностью вытесняют на второй план классические сварочные трансформаторы, выпрямители и генераторы.Данные инверторы характеризуются удобным использованием при работе, простотой в обслуживании и портативными размерами.
Самыми главными преимуществами инверторы являются:
· Небольшой вес сварочного оборудования;
· Низкое потребление электроэнергии; (относительно трансформаторных сварочных аппаратов)
· Уменьшена зона разбрызгивания искр при сварке;
· Возможность регулирования силы сварочного тока;
· Возможность работы с момента включения;
· Высокое качество сварного шва.
Характеристики некоторых инверторных источников питания приведены в табл. 4.
МАТЕРИАЛЫДЛЯ РУЧНОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ
Сварочными называют материалы, обеспечивающие сварочныйпроцесс и получение качественных сварных соединений.
Металлические электроды для дуговой сварки изготовляютв соответствии с ГОСТ 9466-75 «Электроды покрытые металлическиедля ручной дуговой сварки сталей и наплавки». Кромеразмеров ГОСТ предусматривает требования к внешнему виду,механической прочности, влагостойкости электродного покрытия, а также правила приемки и методы испытания электродов.
Для каждой марки электрода установлен паспорт, содержащийобозначение, марку и назначение электрода, марку сварочнойпроволоки, состав покрытия, режимы сварки и обработки сварногошва, механические показатели сварного шва, свойства направленногометалла и коэффициент наплавки.
Требования, предъявляемые к металлическим электродамдля сварки углеродистых и легированных конструкционных сталей,изложены в ГОСТ 9467-75. Для сварки углеродистых и низколегированныхконструкционных сталей ГОСТом предусмотрены9 типов электродов (Э38, Э42, Э42А, Э46, Э46А, Э50,Э50А, Э60), а для сварки легированных конструкционных сталей
повышенной и высокой прочности - 5 типов (Э70, Э85,Э100, Э 125, Э150). Тип электрода обозначается буквой Э и цифрой,указывающей гарантируемый предел прочности металлашва в кгс/мм. Буква А в обозначении указывает, что металл шва,наплавленный этим электродом, имеет повышенные пластическиесвойства. Электроды для сварки углеродистых инизколегированных конструкционных сталей приведены в табл. 5.
ВИДЫСВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Сварочным соединением называют элемент сварной конструкции,состоящий из двух или нескольких деталей и сварногошва, соединяющего эти детали. ГОСТ 5264-88 «Швы сварныхсоединений. Ручная электродуговая сварка. Основные типы иконструктивные элементы» устанавливает основные типы сварочныхсоединений из углеродистых и низколегированных сталей,выполняемых ручной дуговой сваркой металлическим электродомпри толщине свариваемого металла до 100 мм. ГОСТ устанавливаеттакже основные типы сварных швов в зависимостиот вида соединения, а также размеры и формы подготовки кромоксвариваемых деталей.
В зависимости от толщины металла рекомендуется проводитьспециальную подготовку кромок под сварку. При сваркеметалла малой толщины (до 2 мм) большое распространение получило соединение встык с отбортовкой кромок, выполняемоебез присадочного металла, или соединение встык без разделкикромок. При толщине металла свыше 2 мм соединение встыкможет осуществляться без разделки кромок с зазором междусвариваемыми элементами. При сварке металла значительнойтолщины используется стыковое соединение, выполняемое в зависимости от толщины металла, с V-образной или Х-образной разделкой кромок.
Для конструктивных элементов приняты следующие обозначения:
s - толщина стенки свариваемых деталей; b – зазормежду кромками свариваемых деталей; е - ширина сварочногошва; g - усиление сварного шва. Вид соединений металлоконструкцийи их конструктивные элементы приведены в табл. 6 - 11.