Материалы, свариваемые руч дуг сваркой покрытыми электродами.
Подбор силы тока и диаметра электрода
Силу сварочного тока выбирают в зависимости от марки и диаметра электрода, при этом учитывают положение шва в пространстве, вид соединения, толщину и химический состав свариваемого металла, а также температуру окружающей среды. При учете всех указанных факторов необходимо стремиться работать на максимально возможной силе тока.
· Выбор диаметра электрода при сварке стыковых соединений
| Толщина деталей | 1,5-2,0 | 3,0 | 4,0-8,0 | 9,0-12,0 | 13,0-15,0 | 16,0-20,0 | более 20 |
| Диаметр электрода | 1,6-2,0 | 3,0 | 4,0 | 4,0-5,0 | 5,0 | 5,0-6,0 | 6,0-10,0 |
Достоинства способа:
· Простота оборудования;
· Возможность сварки во всех пространственных положениях;
· Возможность сварки в труднодоступных местах;
· Быстрый, по времени переход от одного вида материала к другому;
· Большая номенклатура свариваемых металлов.
Недостатки способа:
· Большие материальные и временные затраты на подготовку сварщика;
· Качество сварного соединения и его свойства во многом определяются субъективным фактором;
· Низкая производительность (пропорциональна сварочному току, увеличение сварочного тока приводит к разрушению электродного покрытия);
· Вредные и тяжёлые условия труда.
Рациональные области применения:
· Сварка на монтаже;
· Сварка непротяжённых швов.
Род и полярность тока.
Род тока и его полярность устанавливаются в зависимости от вида свариваемого металла и его толщины. При сварке постоянным током обратной полярности на электроде выделяется больше теплоты. Исходя из этого обратная полярность применяется при сварке тонких деталей с целью предотвращения прожога и при сварке легированных сталей во избежание их перегрева. При сварке углеродистых сталей применяют переменный ток исходя из учета экономичности процесса.
У большинства современных сварочных аппаратов, путем выпрямления переменного тока, на выходе образуется постоянный сварочный ток. При использовании постоянного тока возможны два варианта подключения электрода и детали:
| РОД И ПОЛЯРНОСТЬ ТОКА | |||||||||
| |||||||||
| Таблица 2. Режим сварки стыковых соединений без скоса кромок Примечание: максимальное значение тока должно уточняться по паспорту электродов. |
| Характер шва | Диаметр электрода, мм | Ток, А | Толшина металла, мм | Зазор, мм |
| Односторонний | 1,0 | |||
| Двухсторонний | 1,5 | |||
| Двухсторонний | 7-8 | 1,5-2,0 | ||
| Двухсторонний | б | 2,0 |
Таблица 3. Режимы сварки стыковых соединений со скосом кромок
| Диаметр электрода, мм | Ток, А | Толщина металла, мм | Зазор, мм | Число слоев креме подваренного и декоративного | |
| Первого | Последующего | ||||
| 180-260 | 10 . | 1,5 | |||
| 180-260 | 2,0 | ||||
| 180-260 | 2,5 | ||||
| 180-260 | 3,0 | ||||
| 220-320 | 3,5 |
Деффекты при руч дуг:
Некачественное зажигание дуги - залипание электрода, чрезмерное увеличение длины дуги - приводит к непровару начала сварки, зашлаковке, порообразованию. При некачественном производстве электродов, а именно - излишнее оголение торца электродов в месте зажигания, дают пучок пор, так называемые «стартовые поры».
Необходимо остановиться, произвести механическую зачистку, выборку или вырубить зубилом дефектное начало и только после этого возобновить зажигание.
Чрезмерно «выпуклые» валики, Подрезы, Непровары ,Усадочная раковина, Поры.
| Средние значения сварочного тока (А) | |||||||
| Диаметр электрода | 1,60 | 2,00 | 2,50 | 3,25 | 4,00 | 5,00 | 6,00 |
| Кислотный электрод | - | - | - | 100-150 | 120-190 | 170-270 | 240-380 |
| Рутиловый электрод | 30-55 | 40-70 | 50-100 | 80-130 | 120-170 | 150-250 | 220-370 |
| Целлюлозный электрод | 20-45 | 30-60 | 40-80 | 70-120 | 100-150 | 140-230 | 200-300 |
| Основной электрод | 50-75 | 60-100 | 70-120 | 110-150 | 140-200 | 190-260 | 250-320 |
Материалы, свариваемые руч дуг сваркой покрытыми электродами.
Когда вид стального сплава легко определить, можно использовать рутиловые электроды, поскольку они легче поджигаются и свариваются, а также дают красивый качественный шов.
На практике сварка средних и высокоуглеродистых сталей (>0,25%) может привести к образованию структурных дефектов. Применение сварки электродами в основном рекомендуется для сварки соединений от средней толщины до толстых с использованием основных электродов; в этом случае достигается шов хорошего качества с хорошим сопротивлением на излом.
Сварка стальных труб осуществляется с использованием целлюлозных электродов, поскольку при этом требуется хорошее проникновение и обрабатываемость электродов. Рекомендуется произвести косую заточку под таким углом, чтобы достичь почти полного проникновения электрода в зазор между свариваемыми кромками.
Для каждого из таких материалов, как нержавеющая сталь, алюминий и его сплавы, чугун, требуется использование особых электродов.
Нержавеющие стали сваривают постоянным током с обратной полярностью, используя особые электроды, выбор которых зависит от состава соединений свариваемого материала (присутствие хрома или никеля в разных пропорциях).
Алюминий и легкие сплавы свариваются постоянным током с обратной полярностью. Желательно использование профессионального усилителя, чтобы гарантировать стабильный поджиг электрода.
В этом случае также используются специальные электроды, выбор которых зависит от состава свариваемого материала (присутствия хрома, магния и кремния в разных пропорциях).
Чугун сваривают постоянным током с обратной полярностью; большинство чугунных деталей отливают, а сварка используется для устранения возможных дефектов или же ремонта. При сварке используют особые электроды, а основной материал нужно хорошо нагреть перед использованием.
« 2.2 Автоматическая сварка под флюсом»
При этом способе сварки электрическая дуга горит под зернистым сыпучим материалом, называемым сварочным флюсом.
Под действием тепла дуги расплавляются электродная проволока и основной металл, а также часть флюса. В зоне сварки образуется полость, заполненная парами металла, флюса и газами. Газовая полость ограничена в верхней части оболочкой расплавленного флюса. Расплавленный флюс, окружая газовую полость, защищает дугу и расплавленный металл в зоне сварки от вредного воздействия окружающей среды, осуществляет металлургическую обработку металла в сварочной ванне. По мере удаления сварочной дуги расплавленный флюс, прореагировавший с расплавленным металлом, затвердевает, образуя на шве шлаковую корку. После прекращения процесса сварки и охлаждения металла шлаковая корка легко отделяется от металла шва. Не израсходованная часть флюса специальным пневматическим устройством собирается во флюсоаппарат и используется в дальнейшем при сварке.
ДОСТОИНСТВА СПОСОБА:
· Повышенная производительность;
· Минимальные потери электродного металла (не более 2%);
· Отсутствие брызг;
· Максимально надёжная защита зоны сварки;
· Минимальная чувствительность к образованию оксидов;
· Мелкочешуйчатая поверхность металла шва в связи с высокой стабильностью процесса горения дуги;
· Не требуется защитных приспособлений от светового излучения, поскольку дуга горит под слоем флюса;
· Низкая скорость охлаждения металла обеспечивает высокие показатели механических свойств металла шва;
· Малые затраты на подготовку кадров;
· Отсутствует влияния субъективного фактора.
НЕДОСТАТКИ СПОСОБА:
· Трудозатраты с производством, хранением и подготовкой сварочных флюсов;
· Трудности корректировки положения дуги относительно кромок свариваемого изделия;
· Неблагоприятное воздействие на оператора;
· Нет возможности выполнять сварку во всех пространственных положениях без специального оборудования.
ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ:
· Сварка в цеховых и монтажных условиях
· Сварка металлов от 1,5 до 150 мм и более;
· Сварка всех металлов и сплавов, разнородных металлов.
·
Широкое применение этого способа в промышленности при производстве конструкций из сталей, цветных металлов и сплавов объясняется высокой производительностью процесса и высоким качеством и стабильностью свойств сварного соединения, улучшенными условиями работы, более низким, чем при ручной сварке, расходом сварочных материалов и электроэнергии.
Производительность сварки по сравнению с ручной дуговой покрытыми электродами выше в несколько раз (до 10 раз) за счёт:
а) расширения диапазона тока до 2000А;
б) повышения диаметра электрода до 10 (12) мм;
в) увеличения скорости сварки, для однодугового процесса в несколько раз, а для многодугового процесса - в несколько десятков раз.
Основные преимуществаспособа связаны с тем, что расплавление металла и формирования шва происходит под расплавленным слоем флюса. Это обеспечивает эффективную защиту от атмосферы с внешней стороны шва, исключает разбрызгивание металла электрода за пределы ванны, уменьшает потери тепла в атмосферу, и соответственно повышается КПД использования энергии дуги. Расплавленный шлак позволяет, в ряде случаев, произвести металлургическую обработку шва. По эффективный КПД процесса нагрева металла - до 0.95 на больших толщинах.
Свариваемые материалы:
-практически все конструкционные стали, алюминиевые, никелевые, титановые сплавы.
Диапазон свариваемых толщин стальных конструкций:
-для однопроходной сварки от 3. . . 28 мм. ( от 8 мм с разделкой кромок);
- многопроходные швы до десятых долей метра.
Основные области применения:
-тяжёлое и среднее машиностроение, судостроение;
- промышленное производство труб и металлоконструкций из проката.
В строительстве применяется ограничено: мосты, резервуары, трубные плети.
К недостаткамспособа относится возможность сварки за редким исключением только в нижнем положении ввиду возможного стекания расплавленных флюса и металла при отклонении плоскости шва от горизонтали более чем на 10 ... 15°.
Существует оборудование для сварки вертикальных швов в судостроении под флюсом и сварки неповоротных стыков труб, но оно не нашло широкого применение из-за неудобств в эксплуатации. Еще иногда применяется сварка горизонтальных швов при полистовой сборке и сварке резервуаров.
Относительный недостаток - невозможность наблюдать за формированием шва и соответственно корректировать процесс сварки. Тем не менее, процесс на третьем месте по объему применению после сварки качественными электродами и сварки в среде защитных газов.
Параметры режима сварки под флюсом при заданных роде тока, а для постоянного тока и полярности, марке флюса и его грануляции следующие:
сварочный ток, напряжение на дуге, скорость сварки и подачи проволоки, диаметр электродной проволоки, вылет электрода из токопровода, угол наклона электрода по направлению сварки, угол наклона изделия, амплитуда и скорость поперечного перемещения электрода.
-Диапазон тока: (100) 200. . . 2000А;
-напряжение на дуге: 25. . . 60 (70)В;
-скорость однодуговой сварки: 10. . . 60 (80) м/час;
-скорость многодуговой сварки: до 500 м/час;
-диаметр электродов: 2. . . 8 (10 )мм. ;
Таблица 3.1. Значения сварочного тока, при которых достигается одинаковая глубина проплавления электродной проволокой различного диаметра на форму шва
| Глубина проплавления, мм | Диаметр электродной проволоки, мм | Сила сварочного тока, А | Плотность тока, А/мм2 | Глубина проплавления, мм | Диаметр электродной проволоки, мм | Сила сварочного тока, А | Плотность тока, А/мм2 |
Типовые режимы сварки сталей на флюсовой подушке.
| Толщина металла, мм | Ширина зазора в стыке, мм | dэ | Iсв, А | Uд, В | Vсв, м/ч | Давление возд уха в шланге флюсовой подушки, кПа |
| 0... 1,0 | 1,6 | 24...28 | 43,5 | |||
| 0...1,5 | 275 ... 300 | 28...30 | 44,0 | |||
| 400 .. .425 | 25 ...28 | 70,0 | ||||
| 0...2,5 | 425 .. .500 | 32.. .34 | 35,0 | 100... 150 | ||
| 575.. .625 | 28.. .30 | 46,0 | ||||
| 0... 3,5 | 725 .. .775 | 30.. .36 | 34,0 | 100... 150 | ||
Дефекты:
Автоматизация процесса сварки не исключает возможности образования сварочных дефектов. Причем эти дефекты сходны с теми, которые встречаются при ручных способах сварки. Поверхностные дефекты обнаруживаются достаточно легко, а такие, как шлаковые включения, несплавления или внутренние поры, могут быть выявлены только радиографическим или ультразвуковым контролем сварного соединения. Строгое соблюдение отработанных технологических параметров сборки и сварки является основным условием получения бездефектного сварного соединения. К основным сварочным дефектам относятся:
- Непровар корня шва
- Горячие трещины
- Усадочные трещины
- Поверхностные поры
- Внутренние поры
- Шлаковые включения
- Подрезы
- Несплавления
Прочие дефекты
Если величина сварочного тока превышает значения, рекомендуемые для данного диаметра проволоки, дуга начинает прорываться сквозь шлаковую корку, и как результат, поверхность наплавленного валика формируется неровной, с грубой чешуйчатостью. Сварочный ток является функцией скорости подачи проволоки. Высокий ток означает, что скорость подачи проволоки является высокой. Исходя из выбранного диаметра проволоки, также устанавливается и требуемое напряжение на дуге. Если для выбранного сварочного тока напряжение на дуге окажется недостаточным, то результатом такого соотношения будет нестабильная дуга.