Ручна дугова зварка: технологія, гост

При створенні металоконструкцій широко застосовується ручна дугова зварка.

Вона являє собою процес створення нероз`ємного з`єднання за допомогою розплавлення металу електричною дугою.

Сутність процесу зварювання

Зварювання полягає в створенні дуги між покритим захисним шаром електродом і зварювальної ванній. Підпал проводиться за допомогою швидкого торкання і відведення на невелику відстань від поверхні деталі металевого стержня. Від високої температури з`явилася дуги він розплавляється і утворює зварний шов. Разом з електродом розплавляється його покриття, утворюючи захист з газу і шлаку, що охороняє метал від окислення. Після кожного етапу зварювання шлак наліт видаляється з поверхні шва.

Обмежена довжина електрода викликає переривання процесу зварювання, так як постійно доводиться міняти його на новий. Перерви в роботі є причиною утворення в звареному шві дефектів.

Виробником електродів вказуються рекомендовані межі зміни величини необхідного струму, що залежать від властивостей покриття, товщини стрижня і положення зварювання.

При розігріві стрижня обмазка плавиться теж, створюючи потік газу, спрямованого до зварювальної ванні. В результаті в неї переносяться краплі розплавленого металу. Рух газу настільки інтенсивно, що він переміщує метал від низу до верху при зварюванні в стельовому положенні.

Тип і товщина деталей, що зварюються

Ручна дугова зварка застосовна до нелегованої та легованих сталей товщиною до 50 мм у виробництві одиничних або дрібносерійних виробів. Тонкий метал (менше 1,5 мм) швидко проплавляется і "провалюється" до появи зварювальної ванни. Для нього потрібні спеціальні пристосування.

Міцність зварювального з`єднання металу знижується зі збільшенням вмісту в ньому вуглецю.

Вигідно використовувати ручну зварку для виробів завтовшки 3-20 мм. Винятком є поодинокі шви складної конфігурації.

характеристики електродів

Для електродів підбирають спеціальні матеріали стержня і обмазувального шару, що містить шлакообразующие, стабілізуючі та інші речовини.

Призначення покриття наступні.

1. Виробництво шлаку, який обволікає зварювальну ванну і розплавлені краплі металу, оберігаючи їх від окислення киснем повітря і впливу парів води.
2. Освіта захисного газу, що утворюється при згоранні органічною складовою покриття.
3. Виконання розкислення металу шва. Крім того, в обмазці можуть перебувати легуючі добавки, що переходять зі шлаку в краплі металу.

Електроди для ручного дугового зварювання мають певний тип, який відповідає заданим механічним характеристикам наплавленого металу. Буква Е з числом в позначенні його типу вказує на величину тимчасового опору (кг / мм²). Наявність букви А характеризує високі пластичність і ударну в`язкість.

Положення зварювання в просторі

Зварювання допускається у всіх положеннях, але найзручнішим є нижня, для якого не потрібна висока кваліфікація виконавця. Тут можуть застосовуватися електроди великих діаметрів, а струм може бути високим, що дозволяє процес зробити більш продуктивною. При стельовому і вертикальному положеннях шва краплі металу тримаються тільки за рахунок поверхневого натягу. Розмір зварювальної ванни зменшується і потрібно менший діаметр електрода.

Умови роботи зварника

Процес електрозварювання може проводитися в самих різних умовах: у приміщеннях, на відкритому повітрі, на конструкціях, трубопроводах та інших об`єктах. При цьому не потрібно подача води, газу, а із застосовуваних матеріалів потрібні тільки електроди. Для роботи потрібно джерело живлення. Кабелі можуть віддалятися від нього на велику відстань. При цьому зростають енергетичні втрати на їх нагрівання. У віддалених місцях можуть використовуватися електричні генератори з приводом від двигуна, що працює на бензині або дизельному паливі.

Сніг, дощ і вітер є перешкодами, і від них потрібен захист робочої зони.

Тип зварювального струму

Ручна дугова зварка здійснюється на змінному або постійному струмі. Для цього застосовуються спеціальні електроди, але вони можуть бути універсальними, призначеними для обох типів струму.

Постійний струм дозволяє створити більш стабільну дугу, і працювати з ним зручніше. Розплавлений метал має кращий змочувальний ефект, а шов формується рівномірний. Тому для зварювання дрібних виробів або тонких листів цей спосіб необхідний.

Дефекти зварних з`єднань

До якості з`єднань в металі пред`являються технічні вимоги та встановлюються норми. Якщо від них є відхилення, які призводять до зниження працездатності конструкцій і надійності, то з`являються дефекти. З причин виникнення їх поділяють на дві групи. До першої відносяться дефекти, що виникають в процесах кристалізації металу, а також його охолодження: тріщини, пори, включення шлаку, погіршення властивостей металу на швах і поруч з ними. До 2-ї групи входять дефекти, пов`язані з неправильною підготовкою і порушенням режиму зварювання: підрізи, непровари, напливи, пропали, кратери, відхилення швів від розрахункових розмірів.

Ручна дугова зварка: з`єднання зварні

Для створення надійного з`єднання, коли товщина металу не менше 7 мм, необхідно підготувати кромки заготовок. З їх допомогою забезпечується повний проварена заготовок.

На тонкому металі робиться 1 або 2 шва, а на великих товщинах спочатку виконується кореневої прохід, а потім порожнину заповнюється наплавляються валиками.

ГОСТ "Ручне дугове зварювання" (5264-80) регламентує, як обробляти краю деталей в залежності від того, який обраний тип з`єднання. За формою, розрізняють V, К, Х-образні кромки. Шов може виконуватися з однієї або двох сторін.

Кромку можна зрубати зубилом, але якість досягається найнижче. Рівні і чисті вони виходять на спеціальних стругальних або фрезерних верстатах. Якщо це зробити неможливо, використовують кисневу різку.

Особлива увага приділяється очищенню кромок від іржі, окалини та інших забруднень. Це робиться сталевою щіткою. Для полегшення застосовують попередній підігрів ділянок полум`ям газового пальника.

Типи зварних з`єднань визначаються взаємним розташуванням деталей і можуть бути наступними:

• стикове;
• внахлест;
• Таврове;
• кутовий.

ГОСТ "Ручне дугове зварювання. З`єднання зварні" (5264-80) розрізняє типи швів по положенню в просторі.

1. Нижній - найпростіший і надійний. Деталі розташовуються під електродом. Тут важливо не проплавити заготовки.
2. Горизонтальний - деталь розташовується під кутом 0-60⁰, а зварювання ведеться в горизонтальному напрямку.
3. "В човник" - установка деталі під нахилом і зварювання в кут.
4. Вертикальний - шов робиться знизу вгору. Робота ускладнюється через стікання металу.
5. Стельовий - шов розташовується зверху. Зварювання ведеться короткими імпульсами при зниженому струмі.

Шви на готових виробах перевіряються на відповідність вимогам ГОСТ. Ручна дугова зварка не повинна призводити до утворення дефектів, а геометричні і механічні характеристики з`єднань необхідно підтримувати в заданих межах.

зварювальне обладнання

Устаткування для ручного дугового зварювання - це перш за все спеціальний апарат, яким може бути:

• трансформатор;
• трансформатор з випрямлячем;
• інвертор.

Особливої популярності набули зварювальні інвертори. Функції форсування дуги і антіпріліпанія дозволяють робити відносно якісні шви навіть новачкам. Висока вартість не зупиняє покупців, завдяки високим технічним характеристикам і більшої надійності.

На ринку можна купити професійні пристрої з високою продуктивністю і для побутового застосування, коли немає необхідності в безперервній роботі.

Технологія ручного дугового зварювання

Для ручного зварювання спочатку проводиться розпал киснем або чірканьем. Потім електрод відводиться на невелику відстань, щоб дуга постійно горіла. Технологія ручного дугового зварювання полягає в переміщенні стержня в трьох площинах:

• наближення і видалення електрода від поверхні заготовки коливальними рухами;
• рух в напрямку формування шва;
• формування валика металу переміщенням електрода поперек осі шва.

Зварювання труб ручного дугового зварювання

Для труб застосовуються звичайні способи з`єднання і положення шва. Вони повинні відповідати ГОСТ "Ручне дугове зварювання. З`єднання зварні" (5264-80). До сполукам труб пред`являються особливі вимоги, щоб вони були герметичними і витримували заданий тиск перекачується. Тому намагаються проводити зварювання труб в нижньому положенні, а виріб при цьому періодично повертається. Їх підготовка полягає в створенні перпендикулярних торців з притуплюванням -2,5 мм і скосом кромок на кут 60-70⁰.

Зварювання виробляється здебільшого встик, і для цього спочатку роблять прихватку в 4 місцях труби. Якщо її діаметр перевищує 300 мм, відстань між ділянками зварювання становить близько 200 мм. Довжина прихваток становить близько 50 мм. Після виконують зварювання труби по всьому колу.

висновок

Ручна дугова зварка проводиться для з`єднання деталей в дрібносерійному і одиничному виробництві. Для отримання якісних з`єднань необхідно мати відповідний апарат і електроди, а також володіти навичками підготовки деталей і виконання зварювання.