зварювання металів

Запалювати дугу можна двома способами. Застосування того чи іншого способу запалювання дуги (як, втім, і якість зварного шва) залежить від умов зварювання і практичних навичок зварника.

При одному способі електрод наближають перпендикулярно до поверхні виробу до торкання металу і швидко відводять вгору на необхідну довжину дуги. Дотик електрода до виробу повинно бути короткочасним, інакше він приварити до виробу ( «прилипне»). Відривати «прилип» електрод слід різким поворачиванием його вправо і вліво.

При іншому способі електродом побіжно «чиркають», як сірником, по поверхні металу. Чиркати треба в напрямку зварювання, щоб не залишати зайвих слідів. Якщо електрод «прилип», швидше за все, його обмазка пошкоджена. В цьому випадку треба спалити виступає з-під обмазки край електрода.

Після порушення дуги електрод повинен витримуватися деякий час в точці початку наплавлення, поки не сформується зварений шов і не відбудеться розплавлення основного металу. Зварювальний ванна спочатку буде маленькою, потім стає більше. У такому стані її і треба утримувати. При цьому не треба прямо дивитися на сліпучу дугу. Зосередьтеся на зоні далі задимлених іскор, на розплавленої ванні за електродом.

Дуже важливо навчитися утримувати постійну довжину дуги, т. Е. Зазор між кінцем електрода і основним металом під час просування по шву. Довжина дуги значно впливає на якість зварювання і залежить від марки і діаметра електрода, просторового положення зварювання, оброблення крайок, що зварюються і т. П. Нормальною довжина дуги вважається в межах 0,5-1,1 діаметра електрода. Показниками оптимальної довжини дуги є різкий потріскує звук, рівний перенесення крапель металу через дугового проміжок, мале розбризкування.

Коротка дуга горить стійко і спокійно. Вона забезпечує отримання високоякісного шва, так як розплавлений метал електрода швидко проходить дугового проміжок і менше піддається окисленню і азотуванню. При використанні тонкообмазанних електродів коротка дуга забезпечує найкращу якість зварювання. Але занадто коротка дуга може викликати «прилипання» електрода, дуга переривається, порушується процес зварювання.

Довга дуга горить нестійкий з характерним шипінням. Глибинапроплавлення недостатня, розплавлений метал електрода розбризкується і більше окислюється і азотіруется. Шов виходить безформним, а метал шва містить велику кількість оксидів.

Чим краще ви керуєте довжиною дуги, тим краще будете варити. Пам'ятайте, що інтенсивна дуга відштовхує ванну і глибоко прогріває метал. При зварюванні треба стежити, щоб шов був на рівні свариваемой поверхні.

Вибір довжини дуги залежить від типу електрода і положення в просторі вироби при зварюванні. При використанні тонкообмазанних електродів довжина дуги повинна бути мінімально короткою, не більше діаметра електрода. При шлакообразующих або газообразующих електродах довжина дуги може бути від 3 до 5 мм.

Залежно від довжини дуги змінюється і напруга в дузі. При довжині дуги до 1,5 мм воно складає 15-18 В, при довжині дуги від 3 до 5 мм - до 22 В і навіть 40 В.

Вибираючи ту чи іншу довжину дуги, доводиться враховувати положення зварюється. Вертикальна і стельовий зварювання вимагають коротшою дуги, ніж при положенні вироби, що вимагає нижньої зварювання.

У процесі зварювання електрод постійно знаходиться в русі. Зварювальник повідомляє йому наступні руху (рис. 22, а):

Мал. 22. Переміщення електрода при зварюванні:
а - напрямки руху; б - кут нахилу в горизонтальній і вертикальній площині; в - зварювання «кутом вперед»; г - зварювання під прямим кутом; д - зварювання «кутом назад»

1 - поступальний по осі електрода в сторону зварювальної ванни (внаслідок розплавлення електрода), при цьому для збереження сталості довжини дуги швидкість руху повинна відповідати швидкості плавлення електрода;

2 - переміщення уздовж лінії свариваемого шва, яке називають швидкістю зварювання; швидкість цього руху встановлюється в залежності від струму, діаметру електрода, швидкості його плавлення, виду шва та інших факторів;

3 - переміщення електрода поперек шва для отримання так званого розширеного валика - шва ширше, ніж нитковий зварений валик, одержуваний при прямолінійній русі. Цими рухами за один прохід отримують шов шириною до чотирьох діаметрів електрода.

Зварений шов, утворений в результаті двох рухів торця електрода - поступального і вздовж лінії шва, називають «нитковим». Його ширина при оптимальній швидкості зварювання становить (0,8-1,5) d е. Нитковим швом заповнюють корінь шва при багатошаровому зварюванні, зварюють тонкі заготовки, виконують наплавочні роботи і виробляють підвариво підрізів.

Завдання зварювального процесу - прогріти основний метал до розплавлення, формуючи зварювальну ванну. Якщо струм малий, то метал не прогріється належним чином і зварювальний ванна буде «бігати» за електродом. Якщо струму багато, то основний метал буде занадто гарячим, дуга буде марнувати метал, відштовхуючи його назад. Коли струм нормальний, ванна розтікається по поверхні, її зовнішні краї тонкі. Рухом електрода можна розширювати і пересувати ванну.

Залежно від ситуації установки струму можуть змінюватися. Товстий метал розсіює тепло, тому потрібен більший струм. Тонкий метал розплавиться швидко, тому струму треба менше. Точні установки струму залежать від поведінки ванни, а починати треба з рекомендованих установок.

Але не бійтеся збільшувати або зменшувати струм. Величезне значення для якості шва має швидкість переміщення дуги. Сварка залежить від температури основного металу, тому не можна говорити про струмі без урахування швидкості зварювання. Рухаємо електрод швидше - менше тепла надходить в основний метал. Якщо рухати електрод занадто швидко, метал не буде прогрітий, шов буде непроплавленних, вузьким, з малою опуклістю, з великими лусочками нагорі. Якщо рухаємося занадто повільно, тепла надходить більше, метал занадто сильно прогрівається, ванна розпливається і стає важко керованою. Зварений валик стає дуже опуклим, шов - нерівним за формою, з напливами по краях. Внаслідок надмірно великого введення теплоти дуги в основний метал часто утворюється пропал, і розплавлений метал випливає зі зварювальної ванни. У деяких випадках, наприклад при зварюванні на спуск, освіту під дугою рідкої прошарку з розплавленого електродного металу підвищеної товщини, навпаки, може призвести до утворення непроварів.

На тонкому металі глибокий проварена тим більше не потрібен. Чим тонше метал, тим швидше треба рухатися. Можна застосувати таку техніку: розплавити основний метал, потім довгою дугою охолодити його і плавити знову. Цей метод можна використовувати і для заповнення зазорів в погано підігнаних з'єднаннях. Рухайте електрод в глиб зазору, потім відводите, щоб остудити ванну, і так поступово заповнюйте шов. Це ж рух використовується і при заповненні багатошарового шва.

Коли швидкість переміщення відповідає току, ванна розтікається, але залишається керованою, її краї тонкі і шов однакової товщини. Коли ви навчитеся добре керувати електродом, то зможете поставити трохи більший струм і збільшити швидкість зварювання. Більший струм забезпечить краще проплавление і більш гладкий шов в результаті, але контролювати ванну при цьому важче.

Сварка здійснюється в напрямку як зліва направо, так і справа наліво, від себе і на себе. При цьому положення електрода може бути «кутом вперед», «кутом назад» і «під прямим кутом» (рис. 22, в-д). Звичайно, у кожного зварника є улюблена манера тримати електрод, до якої він звик і використовує в більшості випадків. Але як правило, положення «кутом вперед» використовується найчастіше для зварювання горизонтальних, вертикальних, стельових швів, зварювання неповоротних стиків труб і т. Д. При зварюванні таким методом зменшується глибина провару і висота опуклості шва, але помітно зростає його ширина, що дозволяє зварювати метал невеликої товщини. Краще проплавляются кромки, тому можлива зварювання на підвищених швидкостях.

Під прямим кутом електрод тримають зазвичай при необхідності варити в важкодоступних місцях, а також при стельового зварювання.

Сварка «кутом назад» краща при роботі з кутовими і стиковими з'єднаннями. Вона дозволяє збільшити глибину провару і висоту опуклості, але при тому зменшується ширина шва. Прогрів кромок недостатній, тому можливі несплавлення і утворення пор.

Крім рухів уздовж і в глиб шва переміщати електрод доводиться найчастіше і поперек шва. Глибинапроплавлення основного металу і формування шва головним чином залежать від виду цих поперечних коливань, які зазвичай роблять з постійними частотою і амплітудою щодо осі шва (рис. 23). Траєкторія руху кінця електрода залежить від просторового положення зварювання, оброблення крайок і навичок зварника. При зварюванні з поперечними коливаннями отримують уширению валик, а форма проплавлення залежить від траєкторії поперечних коливань кінця електрода, т. Е. Від умов введення теплоти дуги в основний метал.

Мал. 23. Основні види траєкторій поперечних рухів робочого кінця електрода при слабкому (а-б), посиленому (в-з) прогріванні зварювальних кромок; посиленому прогріванні однієї кромки (і-к); прогріванні кореня шва (л)

Зиґзаґоподібні прямі руху по ламаній лінії (рис. 23, а, к) застосовують для отримання наплавлювальних валиків при зварюванні в стик без скосу кромок в нижньому положенні і якщо немає ймовірності пропалити деталь. Щоб не сталося прогара, дивіться на верхній край зварювальної ванни кожен раз, коли міняєте напрямок.

Рухи півмісяцем вперед (рис. 23, б) застосовують для стикових швів зі скосом кромок і для кутових швів з катетом менше 6 мм, які виконуються в будь-якому положенні електродами діаметром до 4 мм.

Такі ж рухи півмісяцем тому використовують для зварювання в нижньому положенні, а також для вертикальних і стельових швів з опуклою зовнішньою поверхнею. При необхідності посилити прогрів зварювальних кромок на краях зигзагів електрод злегка притримують (рис. 23, в).

Рухи трикутником (рис. 23,5) застосовують для кутових швів з катетом більше 6 мм і стикових швів зі скосом кромок в будь-якому просторовому положенні. Дає хороший проварена кореня шва. Для зварювання товстостінних конструкцій з гарантованим проплавлением кореневого ділянки в корені шва електрод затримують.

Петлеподібні і кругові рухи (рис. 23, е-і, л) використовують для посиленого прогрівання кромок шва, особливо при зварюванні високолегованих сталей. Електрод затримують на краях, щоб не було прожога в центрі шва або витікання металу при зварюванні вертикальних швів. Під час кругових рухів при поперечному переміщенні електрода дивіться поверх «містка» - межі ванни і шлаку, потім на іншу сторону і розподіляйте ванну по колу.

Потрібно розуміти, що розплавлена ​​ванна слід за теплом. Коли ви пересуваєте електрод уздовж лінії зварювання, присадочний метал електрода рухається позаду. Якщо металу навколо недостатньо, ви залишаєте підрізи. Підріз - це порожнє місце - канавка на краю шва нижче рівня металу (див. Рис. 8, в). Щоб уникнути цього, треба контролювати кордони ванни, утоньшая її на поверхні.

Маніпулювати ванній дозволяє сила зварювальної дуги. Коли електрод стоїть вертикально, дуга тисне на ванну вниз.

Це призводить до глибокого проплавлению основного металу і рівномірно поширює ванну навколо кратера. Чим ближче до перпендикуляру по відношенню до поверхні металу розташований електрод, тим менше опуклим буде шов (рис. 24, а). Нахиляючи електрод, ми відштовхуємо ванну, а шов почне підніматися - спливати. Чим більше ми схиляємо електрод, тим шов випукліше (рис. 24, б).

Мал. 24. Маніпулювання зварювальної ванни за допомогою сили дуги:
а - глибоке проплавлення металу; б - «спливання» шва

Але тут слід бути обережним: якщо нахил занадто великий, дуга буде тиснути в напрямку шва, роблячи ванну важко керованою. Тому використовуються різні кути нахилу електрода.

Починати зварювання найкраще при нахилі електроду від 45 ° до 90 °. З таким кутом працювати зручніше, добре видно зварювальний ванна.

Завершуючи шов, слід правильно заварювати кратер. Кратер є зоною з найбільшою кількістю шкідливих домішок зважаючи підвищеної швидкості кристалізації металу, тому в ньому найбільш ймовірно утворення тріщин. Тому після закінчення зварювання не слід обривати дугу, різко відводячи електрод від виробу. Необхідно припинити всі переміщення електрода і повільно подовжувати дугу до обриву; розплавляється при цьому електродний метал заповнить кратер. Інший метод: в кінці шва припинити переміщення електрода, затримавши його на 1-2 с, щоб заповнити кратер, потім зміститися по шву назад приблизно на 5 мм і швидким рухом вгору і назад обірвати дугу.

При випадкових обривах дуги або при зміні електродів застосовують спеціальну техніку повторного запалювання дуги, що забезпечує початок зварювання з хорошим сплавом і зовнішнім виглядом. У таких випадках дуга повинна порушуватися на передній кромці кратера, потім через весь кратер її переводять на протилежну крайку, на тільки що наплавлений метал, і після цього знову вперед, в напрямку проводилася зварювання. Якщо електрод при повторному запалюванні дуги не буде достатньо далеко відведений назад, між ділянками початку і кінця зварювання залишиться поглиблення. Якщо ж при повторному запалюванні електрод відвести занадто далеко назад, то на поверхні зварного валика утворюється високий наплив.

Не рекомендується заварювати кратер, кілька разів обриваючи і збуджуючи дугу, зважаючи на утворення оксидних і шлакових забруднень металу.