Как следует из названия метода, при использовании дуговой сварки, важную роль играет электрическая дуга. А для того, чтобы образовалась дуга на электрод, который является элементом сварочного аппарата, а так же на детали, которые собственно сваривают, нужно подать сварочный ток. Сварочный ток не является величиной постоянной. И для различных электродов и ситуаций применяется сварочный ток с разной силы. Сварка происходит как при помощи переменного тока, так и постоянного. И правильный подбор сварочного тока, это очень важный момент в применении дуговой сварки.
Источником сварочного тока является собственно сварочный аппарат, который в самом примитивном варианте, представляет собой мощный трансформатор либо инвертор на мощной электронике. Но современная сварочная техника, как правило, конструктивно, гораздо сложнее.
Существует две разновидности сваривания при помощи дуговой сварки. Работа на прямой полярности, а так же работа на обратной полярности. В случае сварки на прямой полярности, отрицательный электрод – катод присоединен к непосредственно сварочному аппарату, а положительный к свариваемым деталям. Ну а если требуется работа на отрицательной полярности, электроды меняются местами. Прямая и обратная полярности в сварочном процессе, используются в разных случаях, для решения различных задач.
Суть сварки при использовании дугового метода, достаточно проста. Под воздействием сварочного тока, происходит расплавление, как метала свариваемых деталей, так и металла электрода, который используется при сварке. Эти металлы смешиваются в объеме, который называют сварочная ванна. При смешивании образуются частицы шлака, которые и поднимаются к поверхности сварочной ванны.
Что касается размеров сварочной ванны, то они очень сильно зависят от многих параметров. Здесь и конструкция деталей или поверхностей, которые надлежит сваривать, и режим сварки, который используется в данном конкретном случае, и скорость с которой двигается сварочный электрод, и другие тонкости. В большинстве случаев сварочная ванна не выходит за рамки следующих показателей: длинна ванны, обычно от десяти до тридцати миллиметров. Глубина, от шести до восьми миллиметров, а ширина сварочной ванны, составляет обычно, от восьми до пятнадцати миллиметров.
Важным показателем для понимания хода сварочного процесса является длина дуги. Она представляет собой, расстояние между двумя активными пятнами, одно из которых находится на поверхности сварочной ванны, а второе на поверхности рабочего электрода. Этот самый электрод, расплавляясь, выделяет газы, которые вытесняют из сварочной ванны воздух, благодаря чему, не происходит его губительного взаимодействия с металлом. Образующийся шлак покрывает капельки расплавленного и смешанного металла, защищая их дополнительно. Ну а после того, как электрод отдаляется от обработанного места, остывая, метал, проходит стадию кристаллизации и образуется сварочный шов. На поверхности такого шва, оказывается шлак.
Розжиг электрической дуги в сварочной ванне при ручной сварке
Для начала процесса ручной сварки дуговым методом, необходимо разжечь саму дугу. Для этого используется короткое касание рабочим концом электрода к поверхности свариваемого металла. В результате возникает эффект короткого замыкания. Кончик электрода очень быстро нагревается и после того, как сварщик отводит электрод от поверхности, возникает ионизация газов в промежутке между металлом поверхности и самим электродом. Таким образом, ионизация обеспечивает появление собственно дуги. Чтобы достичь розжига электрической дуги, отводить краешек электрода от свариваемой поверхности нужно не более чем на четыре – пять миллиметров. В этом случае, дуга возникает с гарантией. Помимо отрыва кончика электрода, для розжига электрической дуги, используется небольшое скольжение его по поверхности металла.
Перемещение сварочной дуги должно обеспечивать достаточную степень расплава свариваемых частей, а так же образование надежного и прочного сварочного шва. Для того чтобы добиться высокого качества сварочного шва, необходимо поддерживать постоянную длину электрической дуги. А, кроме того, важную роль в достижении качественной сварки играет правильное движение сварочного электрода.
Движение электрода
Казалось бы уж движение сварочного электрода, это не самый сложный компонент процесса сварки. Но, это мнение, крайне ошибочно. Дело в том, что сварочный электрод в процессе работы движется в сразу трех направлениях. Первое направление это движение вдоль оси самого электрода. Это направление движения обеспечивает ту самую, постоянную длину сварочной дуги. Этот параметр зависит от многих моментов, среди которых марка электрода, особенности свариваемых частей, скорость расплавления электрода и другие. Обычно длина сварочной дуги колеблется от 0,5 – до 1,2 диаметра сварочного электрода. Если увеличить длину дуги, возникнет рассеивание расплавленного металла, глубина шва будет гораздо меньше, а значит, ухудшится качество сварки. Если же длина дуги слишком маленькая, может возникать короткое замыкание, а так же происходит ухудшение качества сварного шва.
Второе направление движения электрода, это движение вдоль оси валика. Собственно это движение обеспечивает появление сварного шва, а значит и сам процесс сварки. Здесь важным моментом является скорость этого движения. Она зависит от характеристик сварочного тока, от особенностей электрода, а так же от параметров свариваемых поверхностей. В данном случае, чем меньшее поперечное движение электрода, тем более тонкий сварочный шов выходит в результате. Если поперечные движения отсутствуют, мы получаем сварной шов, примерно в полторы толщины электрода. Такие тонкие швы, особенно распространены при скреплении металлических листов, а так же в некоторых других случаях.
И наконец, третье движение, это как раз, те самые поперечные движения, которые дают широкий шов, в случае такой необходимости. Расширение сварного шва осуществляется при помощи колебательных поперечных движений электрода. Такие движения могут быть обусловлены, как различными особенностями свариваемых конструкций, О так и уровнем мастерства, человека производящего сварочные работы. Ширина шва при наличии поперечных движений электрода, колеблется от полутора до пяти диаметров электрода, который применяется для сварки.
В целом на рисунке выше представлены варианты а,б - для слабого прогрева кромок шва; в,г - среднем; д - сильнее; е-ж - сильном прогреве; з,и - при нагреве одной стороны; к - когда нужно нагреть корень сварного шва.
Варианты организации сварочной ванны
Если нужно сварить изделия под определенным углом, а сварка при этом производится в нижнем положении, существует два варианта проведения подобных работ. Сварка наклонным электродом, и метод, который называется лодочка. Когда используется наклонный электрод, возникают негативные эффекты, такие как подрез по вертикали, а так же недостаточное проваривание нижней плоскости. Поэтому лучше использовать лодочку. В этом случае, свариваемые детали располагаются под углом в 45 градусов.
Вообще говоря, вертикальная сварка, работа достаточно сложная. При движении вниз, возникает эффект стекания расплавленного металла, что приводит к снижению качества соединения. Если же двигаться вверх, по свариваемой кромке, существенно снижается производительность процесса. Но еще хуже, работать в вертикальном положении горизонтальные швы. В этом случае, как вы сами могли догадаться, происходит наплавление металла на нижний край шва, что не есть хорошо.
Сварочные работы в потолочном положении
В этом положении сложность заключается в том, что расплав в сварочной ванне удерживает лишь сила поверхностного натяжения. И для качественного удержания, нужно чтобы вес расплава не мог преодолеть силу натяжения. Единственным способом сделать это является уменьшение сварочной ванны. Это достигается различными способами. Можно применять электроды, которые дают эффект вязкости сварочной ванны. Можно снижать силу тока, работать короткими периодами, давая возможность металлу застывать хотя бы частично, так же в ряде случаев стоит применить электрод меньшего диаметра.
Так или иначе, знание наиболее оптимальных методов и приемов сварки, для каждого конкретного случая, приходит либо с опытом, либо от хорошего наставника. И второй вариант, конечно же, предпочтительнее. Опубликовано: 2014.10.31 Обновлено: 2014.11.08 |
