Режимы ручной дуговой сварки металлическими электродами

Под режимом сварки понимают совокупность условий, создающих устойчивое протекание процесса сварки, а именно: стабильное горение сварочной дуги, получение сварных швов необходимых размеров, формы и качества. Режим сварки складывается из ряда параметров. Параметры режима сварки подразделяют на основные и дополнительные. К основным параметрам режима сварки при ручной дуговой сварке относят величину, род и полярность тока, диаметр электрода, напряже­ние, скорость сварки и величину поперечного колебания конца электрода, а к дополнительным — величину вылета электрода, состав и толщину покрытия электрода, начальную температуру основного металла, положение электрода в про­странстве (вертикальное, наклонное) и положение изделия в процессе сварки.

Выбор диаметра электрода. Диаметр электрода выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла; марки свариваемого металла; формы разделки кромок и номера выполненного валика-шва; положения, в котором выполняется сварка; вида соединения.

Диаметр электрода в зависимости от толщины свариваемого металла выбирают в основном при сварке в нижнем положении, хотя такой выбор не исключен при сварке в других простран­ственных положениях. При сварке металла в нижнем положении (если не учитывать форму разделки кромок) имеется следую­щая экспериментальная зависимость между толщиной свари­ваемого металла и диаметром электрода.

^Рис.12

Электроды диаметром 2—3 мм при сварке металла толщи­ной от 4 мм и выше применяют при выполнении первого слоя — так называемого корневого шва.

Диаметр электрода при прочих равных условиях выбирают в зависимости от марки свариваемого металла. Для умень­шения тепловложения в основной (свариваемый) металл (для снижения возможности образования трещин), особенно при сварке закаливающихся сталей и чугуна, электрод берут диа­метром 2—3 мм, что обеспечивает получение валика неболь­шого сечения.

Напряжение дуги. Напряжение на дуге изменяется пропор­ционально длине дуги. При увеличении длины дуги возрастает ее напряжение и поэтому увеличивается доля тепла, идущая на плавление электрода и основного металла. В результате этого ширина сварного шва увеличивается, а глубина провара и высота усиления уменьшаются. Напряжение на дуге зависит от величины тока и диаметра электрода. Оно обычно бывает 18 — 45 В. Сварку лучше выполнять короткой дугой, где напряжение устанавливается 18 — 20 В. Длинная дуга издает резкий звук, сопровождающийся хлопками и значительным разбрызгиванием расплавленного металла. Поэтому опытный сварщик по звуку дуги может даже на некотором расстоянии судить о ее длине. С целью уменьшения длины дуги следует быстрее опускать вниз электрододержатель с электродом.

Род и полярность тока. Род и полярность тока также влияют на форму и размеры шва. При сварке постоянным током обратной полярности глубина провара на 40 — 50% больше, чем при сварке постоянным током прямой полярности, что объясняется различным количеством теплоты, выделяю­щейся на аноде и катоде. Поэтому обратная полярность применяется при сварке тонкого металла с целью исключения прожога и при сварке высоколегированных сталей с целью исключения их перегрева. При сварке переменным током глубина провара на 15—20% меньше, чем при сварке постоян­ным током обратной полярности.

Род и полярность тока выбирают по типу электродного покрытия, марке свариваемого металла, толщине свариваемого металла.

Наклон электрода. Ручную дуговую сварку можно выпол­нять вертикальным электродом, углом вперед и углом назад. В виду того что столб дуги стремится сохранить направление оси электрода, то в каждом из этих случаев форма сварочной ванны и, следовательно, форма шва будет различной. При сварке углом вперед, как правило, жидкий металл подтекает под дугу, поэтому глубина провара и высота усиления уменьшаются, а ширина шва увеличивается. При сварке углом назад жидкий металл давлением дуги вытесняется из-под нее, поэтому глубина провара и высота усиления увеличиваются.

Выбор сварочного тока. Сварочный ток устанавливают в за­висимости от диаметра применяемого электрода и пространст­венного положения, в котором выполняется сварка.

Для сварки в нижнем положении сварочный ток может быть определен по формуле I_св = Kd_э, где I_св — сварочный ток, А; К — коэффициент пропорциональности, зависящий от диаметра и типа электрода, А/мм; d_э — диаметр электрода, мм.

При сварке низкоуглеродистых сталей значения К сле­дующие:

Рис.13

При сварке в вертикальном положении сварочный ток выражается по формуле I_св = 0,9d_э, где 0,9 — коэффициент, учитывающий снижение сварочного тока при сварке в верти­кальном положении.

При сварке в потолочном положении сварочный ток равен I_св = 0,8d_э,, где 0,8 — коэффициент, учитывающий снижение сварочного тока при сварке в потолочном положении.Сварочный ток зависит от диаметра электрода, который выбирается в соответствии с толщиной свариваемого металла и вида сварного соединения. Кроме того, на величину тока влияет тип применяемого покрытия и положение сварного шва в пространстве. От величины сварочного тока зависит количество наплавленного металла в единицу времени (например, за 1 час), т. е. производительность сварки, а также глубина проплавления (провар). Если ток мал, то в сварочную ванну будет поступать недостаточное количество тепла и возможно несплавление основного и наплавленного металла (непровар), резко понижающее прочность сварного соединения. При слишком большом токе весь электрод спустя некоторое время после начала сварки сильно разогревается, его металл начинает быстрее плавиться и стекать в шов. Это создает излишек наплавленного металла в шве, а также связано с опасностью образования непровара в случае попадания жидкого электродного металла на еще не расплавленный основной металл.

Для на­чального определения диаметра стержня электрода и сва­рочного тока при сварке тонкой стали можно воспользоваться таблицей ниже. Окончательно же диаметр электрода и сварочный ток подбираются в процессе работы.