для чего применяется дуговая сварка
Ручная электродуговая сварка: принцип действия, базовые основы технологии выполнения, техника безопасности
Сварка – создание неразъёмного соединения путём установления межатомных связей между соединяемыми предметами при нагревании. Проще – когда атомы свариваемых кромок, расплавляясь и перемешиваясь в месте соединения, образуют сварной шов. Сваривают металлы и неметаллические материалы: стекло, пластмассу и другие.
Процесс дуговой сварки – плавление материала в месте соединения деталей. На электрод подаётся электрический ток, между ним и свариваемым металлом при контакте возникает электрическая дуга, в зоне которой материал оплавляется, образуя сварочную ванну.
Виды электродуговой сварки
По уровню автоматизации электродуговая сварка подразделяется на четыре вида:
Классификация и способы
Электродуговая сварка классифицируется по методу защиты сварочной ванны:
По виду тока подразделяется на сварку:
Разновидности
Типы процессов различают по типу дуги:
Электроды бывают плавящимися (стальными, чугунными, алюминиевыми, медными) и неплавящимися. Первые выполняют и функцию присадочного материала. Для ручной дуговой – электроды в виде стержней круглого сечения различного диаметра. Состав материала обмазки выбирается в зависимости от металла свариваемых частей и особенностей техпроцесса.
Ручная дуговая сварка
Параметры ручной электродуговой сварки указаны в межгосударственном стандарте ГОСТ 5264-80, действующим взамен принятого в СССР в 1981 году ГОСТ 5264-69. В нём учтены:
ГОСТ регламентирует предельные отклонения в сочетаниях вышеперечисленных признаков. Требования ГОСТ 5264-80 не распространяются на сварные соединения стальных трубопроводов, для них – ГОСТ 16037-80.
Принцип действия
Источником нагрева соединения является сварочная дуга – концентрированная лучистая энергия в промежутке между электродом и изделием. Питание происходит от трансформатора при переменном токе или преобразователя – при постоянном. От источника питание подаётся проводами на электрод, зажатый в держателе, и на изделие. При контакте между ними возникает дуга. Шов образуется от расплавления электрода и соединяемой кромки.
Создание дуги
Дуга возникает от нагревания торца электрода, являющийся в электрической цепи катодом. Он соприкасается с изделием, цепь замыкается. При прохождении тока через контакт с большим сопротивлением выделяется большое количество тепловой энергии. При отрыве электрода на расстояние 1-2 миллиметра зажигается дуга, и начинается термоэлектронная эмиссия. Зажигание и горение возможны при наличии трёх компонентов:
Области сварочной дуги
Сварочная дуга включает в себя три основные зоны:
Под влиянием высокой напряжённости возле катода с его пятна вырываются свободные электроны, которые летят к аноду. За счёт бомбардировки электронов происходит интенсивное нагревание катода.
Источники питания
Трансформатор – источник питания электрической дуги. Напряжение подаваемого из сети тока изменяется регулировкой расстояния между первичной и вторичной обмоткой: приближение уменьшает индуктивное сопротивление и увеличивает ток. Удаление уменьшает его. Обмотка, подключенная к сети – первичная, к держателю и свариваемому изделию – вторичная.
Примерная стоимость трансформаторов. Яндекс.Маркет
Используемые электроды
При сварке постоянным и переменным током электроды применяют разные, маркировка первых имеет в маркировке буквенную аббревиатуру УОНИ, вторых — МР. И те, и другие покрываются специальной обмазкой для сварки сталей:
По толщине обмазки в прямой зависимости от соотношения диаметра электрода к диаметру стального сердечника:
По составу покрытия маркируются:
Смешанное покрытие отмечается сочетанием соответствующих ему символов.
Ещё одна маркировка – по положению электрода по отношению к поверхности детали:
Технология выполнения ручной дуговой сварки
Перед основным процессом проводят подготовительные, без которых сварной шов не будет качественным: правку, очистку, разметку, резку и сборку. Зажигание дуги между электродом и изделием выполняется в два приёма: прикосновение к поверхности, короткое замыкание, отрыв на расстояние, равное диаметру электрода. Зажигают двумя способами: впритык и чирканьем. В первом случае металл разогревается в точке, где происходит короткое замыкание, во втором – в нескольких местах.
После зажигания электродный и основной металлы начинают плавиться, на месте шва образуется ванна расплава. Задача сварщика – поддерживать длину дуги постоянной, от этого зависит качество соединения. Оптимальная длина дуги – от 0,5 до 1,1 диаметра.
Угол наклона к поверхности обеспечивает достаточную глубину плавления свариваемых деталей. Также он зависит от толщины и состава металла, диаметра электрода, толщины и вида покрытия, расположения сварки в пространстве.
Перемещение электрода
Если вести сварку вдоль линии соединения, то ширина валика зависит только от сварочного тока и скорости операции, она составит не больше 1,5 от диаметра электрода. Такие швы не обеспечивают качество сварки толстых листов металла. Крепкий шов и широкий валик получится, если вести процесс колебательными движениями электрода из стороны в сторону.
Что влияет на качество и размеры сварного шва
Эти два показателя зависят от выбора режима сварки:
Диаметр электрода выбирают исходя из толщины металла и типов соединения и шва. На качество шва существенно влияет длина дуги. На практике оптимальную её величину определили в 2-8 мм.
Сварочный ток устанавливают в зависимости от диаметра электрода.
Плюсы и минусы
К достоинствам ручной дуговой сварки относят:
Ручная дуговая сварка
Содержание:
Дуговая сварка является популярной технологией, во время которой тепловая энергия, требуемая для оплавления соединяемых кромок и электрода, достигает благодаря воздействию постоянным или высокочастотным током свариваемые металлические поверхности. Этот вид сваривания используется на многих производствах и предприятиях. Он обладает простым технологическим процессом, экономичностью расходных материалов.
Все элементы, которые применяются при сваривании, имеют компактные размеры, это намного облегчает маневренность, а высокая производительность обеспечивает около 10 часов беспрерывной работы. И это еще не все положительные качества сварочного процесса.
Краткая характеристика
Чтобы точно понять определение ручная дуговая сварка стоит внимательно рассмотреть особенности создания сварочной ванны. Она образуется в области нагревания. В этой зоне смешивается расплавленный металл детали с материалом присадочной проволоки.
Существует разные техники проведения дугового сварочного процесса. Простая рекомендует использовать простой и недорогой сварочный аппарат переменного или постоянного тока, а также необходимые защитные средства для сварщика.
Важно! Простая технология дуговой сварки предназначена для сваривания черных металлов, которые могут нормально выдерживать контакт с кислородом. Чтобы защитить сварочную ванну, где происходит оплавление стали и железа, требуется среда, выделяемая защитной обмазкой стержней.
Но существуют сложные виды сварок, к примеру, аргонодуговая, которая требует наличия горелки с соплом, через которую подается аргон или другая защитная газовая смесь. Инициирование сварочной дуги осуществляется при помощи короткого замыкания, которое образуется в результате контакта электрода с массой. Показатель температуры дуги может доходить до 50000С.
Преимущества и недостатки
Что такое дуговая сварка мы рассмотрели, но все же пред тем как приступать к этому процессу, стоит узнать его положительные и негативные качества. Эта технология пользуется высокой популярностью, она прекрасно подходит для разных областей производства. При помощи нее можно производить сваривание разных видов металлов, использовать для ремонта важных металлических конструкций.
РД сварка имеет другие не менее важные положительные особенности:
Однако стоит помнить, что технология ручной дуговой сварки имеет отрицательные качества:
7. Ручная дуговая сварка плавящимся электродом не предназначена для работы с титаном, танталом и любыми другими видами металла, которые имеют активные химические свойства. Стержневые элементы не смогут предотвратить окисление области шва.
8. Во время проведения сварки ток проходит по всей длине электрода. Если его показатели будут высокими, то стержень перегреется и сварное покрытие разрушится.
Важно! Перед тем как начинать сварочный процесс необходимо не только узнать что такое ручная дуговая сварка, но также нужно научиться пользоваться оборудованием. Желательно предварительно пройти обучение, научится выставлять правильные режимы для определенных видов металла. От этого зависит прочность и качество сварного шва.
Назначение
Среди главных областей промышленности, где применяют данный вид сварочной технологии, можно выделить:
РД сварочные работы часто применяются для проведения наплавок на поверхность деталей иных видов металла. Этот метод нашел широкое применение в бытовых условиях, его часто используют для сваривания беседок, скамеек, мангалов, качелей, применяют для ремонта изделий из металлической основы.
Виды дуговой сварки
РД сварка металлоконструкций может проводиться разными способами, которые могут отличаться технологией, видами используемого оборудования и расходных материалов.
Выделяют несколько классификаций, которые пользуются высоким спросом:
Но стоит учитывать, что каждый вид имеет подвиды сварочного процесса. Каждый из них имеет определенную технику проведения. Все же стоит рассмотреть каждую классификацию сварки с использованием дуги.
В соответствии с автоматизацией сварных работ выделяют:
В зависимости от вида и полярности тока сварка бывает:
В зависимости от типа защитного средства от влияния кислорода:
Стоит отметить! Все способы защиты могут зависеть от условий и целей рабочего процесса. Главное назначение состоит в предотвращении попадания в сварочную область кислорода, который негативно влияет на прочность шва.
В зависимости от видов используемых электродов:
В соответствии с условиями горения выделяют:
По способу защиты сварной ванны:
Особенности технологии
Тепло, которое необходимо для плавления кромок, получают от электрической дуги. В зоне действия дуги происходит образование области жидкого расплава, в которой возникает перемешивание металла обеих заготовок. Во время остывания они кристаллизуются, образуют единое целое, а именно сварной шов. Данную область расплава, перемещающуюся вслед за электродом и дугой вдоль линии шва, называют сварочной ванной.
Металлический стержень электрода покрывают специальным составом, который называется флюсом. Во время сильного нагревания он расплавляется, образует инертный газ, который формирует защитное облачко над рабочей зоной и предотвращает окислительные процессы при взаимодействии расплава с кислородом.
Для поддержания электродуги на держатель и на заготовки подается напряжение от источника.
Важно! Технологический процесс ручной дуговой сварки обычно проводится с использованием постоянного или переменного тока. Для этого применяются специализированные или универсальные источники.
Технология выполнения ручной дуговой сварки цветных металлов и сплавов, которые проявляют высокую химическую активность в нагретом состоянии, выполняется в атмосфере специально подаваемых газов с защитным действием в рабочую зону.
Имеется несколько основных приемов и движений стержней относительно поверхностей:
Обычный балансный инвертор с мощностью 220 В при номинальном повышении тока может применяться для разрезания листовых металлических заготовок, а также в виде прутка. При стандартном режиме аппарат используется для сварочного процесса.
Чтобы выполнение ручной дуговой сварки было правильным, а шов качественным, стоит запомнить несколько важных правил:
Подбор электродов
Технология ручной дуговой сварки покрытыми электродами требует применение качественного присадочного материала, это является важным условием. От выбора электродов зависит качество сварного шва. Стержни подбираются в соответствии с видом металла, который будет подвергаться свариванию.
При проведении ручной дуговой наплавки покрытыми электродами стоит учитывать свойства стержней, которые зависят от типа покрытия. Электроды, которые применяются для РДС, обычно имеют рутиловое или основное покрытие.
Данные электроды обладают важными особенностями:
Электроды для РДС и других видов дуговой сварки должны подбираться в зависимости от экономических факторов. Ручной дуговой сварочный процесс достаточно медленный, поэтому рекомендуется знать скорость наплавки стержня, чтобы установить, сколько времени и электродов потребуется на формирование сварного шва.
Обратите внимание! В продаже встречаются высокопроизводительные швы, которые повышают производительность рабочего процесса. Однако они подходят для создания горизонтальных швов.
Что означает маркировка
Рассматривая все о дуговой ручной сварке, стоит особое внимание уделить электродам, именно эти компоненты помогают сформировать прочный и качественный сварной шов. Важно учесть, что маркировка стержней определяет важные функции и качества:
Вид маркирования сочетает буквы и цифры. Сразу после названия и марки идет буква, которая определяет назначение стержней:
После букв идут цифры. Они указывают на степень возможного предела прочности на растяжение, показатели относительного удлинения, температурный режим сохранения ударной вязкости. Они важны только для профессионалов, работающие на ответственных и важных предприятиях.
После цифр следуют буквы, которые указывают на тип материала обмазки стержня:
Как нужно варить швы в разных положениях
Перед тем как приступать к ручной дуговой сварке покрытыми электродами, стоит рассмотреть ее технологию и способы проведения. Этот процесс может выполняться в разных пространственных положениях, и каждый способ обладает важными отличительными особенностями.
Нижнее положение
РД по сварке в нижнем положении рекомендует проводить полное проплавление сечений. Чтобы это получить, требуется надежно зафиксировать свариваемые элементы. Это сможет поддерживать подходящие параметры сварочной области. Чтобы повысить качество можно подложить съемные подкладки из медной основы.
Вертикальное положение
РД по сварке металлоконструкций в вертикальном положении осложнено тем, что расплавленные металлы под воздействием силы тяжести будут стекать вниз. Это может негативно отразиться на качестве сварного шва.
Именно по этой причине сварочный процесс в вертикальном положении выполняют сверху вниз, чтобы расплавленный металл стекал на уже сформировавшийся сварной шов. Однако данная технология значительно замедляет скорость выполнения сварочных работ. Часто для нее применяют специальные электроды.
Потолочное положение
Создание швов и наплавка валов ручной дуговой сваркой в данном положении достаточно тяжелый процесс. Чтобы расплавленный металл не стекал и не капал вниз, требуется создать силу поверхностного натяжения. Она сможет удерживать жидкий металл, но при условии, если последний будет иметь небольшую массу.
Опытные сварщики советуют при проведении сварочного процесса в потолочном положении максимально уменьшить размеры сварочной ванны. Чтобы это осуществить требуется постоянно прекращать сварочные работы, чтобы расплавленный металл смог нормально кристаллизоваться.
РД на сварные швы является популярным и проверенным способом, который применяется уже на протяжении длительного времени. Сварочный процесс обладает простой и легкой технологией, которая не требует большого опыта. Оборудование и материалы, которые используются для проведения сварочных работ стоят дешево, а их использование не вызовет особых сложностей. А главное этот метод прекрасно подходит для бытовых и производственных работ.
Интересное видео
Область применения дуговой сварки
Вопросы, рассмотренные в материале:
Дуговая сварка – это процесс соединения краев деталей посредством их плавления тепловой энергией, которая возникает за счет постоянного или переменного тока высокой частоты. Дуга воздействует на кромки соединяемых изделий, образуя сварочную ванну, на месте которой возникает шов. Давайте рассмотрим виды, особенности и область применения дуговой сварки.
Области применения дуговой сварки и технология процесса
Основной принцип действия заключается в передаче энергии от различных источников (инверторов, трансформаторов, преобразователей и пр.) на электрод, от которого протягивается дуга к обрабатываемой поверхности предметов, образуя замкнутый контур. Электрод под воздействием дуги плавится и образуется сварочная ванна. Процесс работы четко регламентирован и описан. Он неизменен для всех видов ручного соединения.
Электрод состоит из флюса, стекла, силиката, внутри которых находится металлический стержень. Под воздействием энергии любой из верхних слоев сгорает, создавая выбросы шлака и газовое облако. Это защита рабочей области от попадания атмосферного воздуха, пагубно влияющего на металл. Стержень электрода плавится и, по мере продвижения вдоль кромки свариваемых деталей, образует шов.
Области применения дуговой сварки под флюсом с использованием полуавтоматического и автоматического метода:
Эксплуатационные характеристики изделий, созданных таким методом, высоки. Они могут работать в агрессивных средах, в областях высокого давления и при экстремальных температурах.
Рекомендуем статьи по металлообработке
Изделия, помимо их изготовления, требуют и ремонта. В процессе использования, часто возникает необходимость укрепить шов, сделать дополнительный наплав металла или восстановить первоначальную форму.
Наплавка алюминия нужна при:
Наплавка – это восстановление утраченных форм изделия, его первоначальных размеров. Удобство технологии заключается в применении ее в различных областях промышленности. Она делается на любой поверхности, увеличивая ее толщину и объемы. Таким образом, происходит ремонт оборудования и его частей.
Технология сварки углеродистых сталей зависит количества углерода, входящего в их состав.
Всего различают три группы углеродистых сталей:
Однако следует отметить и негативную сторону процесса – увеличение количества брака по причине расположения изделий на весу. Для его устранения применяют иной метод – повторное дуговое соединение. Цель его применения – исключение дефектов при работе с углеродистыми сталями в подвешенном состоянии.
Технология заключается в следующем:
Область применения электрошлакового метода – соединение металлов практически неограниченной толщины, сталей разных марок и классов. При данном методе используют скобы, которыми закрепляются детали перед началом работ. В процессе они привариваются на месте входа в металлические детали. Часто сверху располагают планку, закрепляющую шов и делающую невозможным разрыв изделия.
Выпрямители – это аппараты, преобразующие переменный ток в постоянный, который требуется для проведения дуговой сварки.
Составными частями выпрямителя являются:
Выпрямитель используют для преобразования силовой энергии, выравнивания показателей тока, в целях повышения качества сварочных работ. Существует несколько схем составления выпрямительных блоков. Выбор необходимого зависит от конструкции силового блока и вида соединения.
Виды дуговой сварки и области их применения
Существует разделение дуговой сварки на несколько групп в зависимости от:
По степени автоматизации (механизации) происходит разделение на:
Виды дуговой сварки делят также по типу и полярности тока:
По типу дуги:
По виду и свойствам электрода дуговую сварку разделяют на ту, при которой используют:
По условиям горения дуговая сварка бывает:
По способу защиты дуговая сварка подразделяется на:
Работа покрытым электродом очень популярна. Она объединяет защиту флюсом и газом, создавая качественный шов без применения дорогого оборудования. Область применения ручной дуговой сварки покрытыми электродами ограничивается мелким производством или домашними целями.
Соединение под воздействием защитных газов используется при автоматической, полуавтоматической и ручной технологиях.
Область применения дуговой сварки в защитных газах распространяется на:
Использование углекислого газа для защиты позволило механизировать работу, заменив ручную сварку на автоматическую и полуавтоматическую.
Область применения дуговой сварки в среде углекислого газа:
Подробнее о методах ручной и автоматической дуговой сварки
Методы дуговой сварки в технической литературе часто обозначают аббревиатурами:
Область применения ручной дуговой сварки достаточно обширна:
Ручную дуговую сварку совместно с контактной применяют в области строительства, на рабочих площадках, где посредством применения данных технологий соединяют стержни из арматуры.
Существуют определенные правила в области безопасности проведения сварочных работ по электродуговой технологии:
Метод ручной дуговой сварки покрытым электродом создает защитную среду из газа и флюса вокруг рабочей зоны. Однако область применения ручной дуговой сварки покрытым электродом не очень широка по причине низких показателей производительности по сравнению с автоматической и полуавтоматической. Чаще всего ее используют в домашнем ремонте или на небольших производствах, когда покупка дорогого оборудования не оправдана.
Как и любая другая технология, дуговая сварка имеет свои плюсы и минусы. Достоинствами ее применения являются:
К недостаткам применения дуговой сварки стоит отнести:
Сравнительный анализ ручной и автоматической дуговой сварки и областей их применения
Невозможно однозначно утверждать, что какой-либо из видов дуговой сварки имеет явное преимущество перед другим. Для этого надо рассмотреть плюсы и минусы каждого из них.
1. Плюсы и минусы РДС.
Преимуществами ручной дуговой сварки являются (в дополнение к вышеуказанным):
Из недостатков ее применения отмечают:
2. Достоинства и недостатки применения полуавтоматической дуговой сварки.
Минусы работы с полуавтоматом:
Ручная дуговая сварка применяется для:
Помимо перечисленного, полуавтоматическую сварку часто применяют при соединении алюминия с черным металлом, при этом как защиту используют углекислый газ по причине его дешевизны. Впрочем, используют в этом качестве и аргон, и гелий.
Область применения автоматической дуговой сварки ограничена конкретными сферами, поскольку она требует четкого технического здания:
Почему следует обращаться именно к нам
Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.
Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:
При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.
Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.
Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.
Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.
Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.