Визначаємо правильно параметри режиму ручного дугового зварювання

Ручне дугове зварювання (РДС) – це з'єднання двох деталей за допомогою впливу електричної дуги, що горить між виробом та кінчиком електрода. Використовується покритий обмазкою стрижень, який плавиться з горіння дуги. Гази, що з'являються, захищають зварювальну ванну від сторонніх включень, а метал штифта служить присадкою. Кожен зварювальник повинен вміти правильно підбирати режим зварювання, щоб з'єднання було міцним, а шов правильним та красивим. Розглянемо як це реалізувати практично.

Що таке режим ручного дугового зварювання та на що він впливає

Режим ручного дугового зварювання - Це група параметрів (основних та додаткових), що визначають характер перебігу зварювального процесу. Серед них:

• сила струму;
• вид струму (постійний чи змінний);
• полярність у разі постійного струму;
• швидкість ведення електрода;
• діаметр електрода;
• напруга.

Також на процес зварювання впливає товщина виробу, наявність та форма оброблення кромок, кількість проходів та положення деталей у просторі. Якщо помилитися з вибором режиму зварювання, можливі: непровари, пропали, нерівномірна товщина і висота шва, недостатня міцність і герметичність з'єднання. Обговоримо, як зварювальник новачок може правильно підібрати режим ручного дугового зварювання для стикування різних виробів.

Вибір сили струму, його типу, полярності

Зварювальний струм може бути змінним чи постійним. Перший виробляють зварювальні трансформатори. Це найбільш доступні за ціною апарати, що працюють від мережі 220 чи 380 В. Змінний струм постійно змінює напрямок руху електронів через частоту 50-60 Гц, тому дуга горить менш стабільно, тріщить, часом "гуляє". Підходить для зварювання невідповідних конструкцій із маловуглецевої сталі (ворота, хвіртка, паркан, вхідні двері та ін.).

У великих трансформаторів регулювання сили струму здійснюється зведенням або розведенням первинної та вторинної котушки шляхом обертання рукоятки. У сучасних маленьких трансформаторів для регулювання передбачено невеликий круговий перемикач ступінчастого або плавного типу.

Постійний струм для РДС виробляють інвертори та зварювальні випрямлячі. У “постоянки” рух електронів відбувається завжди у одному напрямі, тому дуга горить стабільно, тихо шелестить, знижується розбризкування розплавленого металу. Постійним струмом від апаратів ММА варять відповідальні конструкції з мало і високовуглецевої сталі, чавуну, нержавіючої сталі. Сила струму регулюється ступінчастими перемикачами або поворотними коліщатками на передній панелі.

У змінного струму полярності немає, а постійного є. Оскільки електрони постійно рухаються від мінуса до плюсу, підключаючи до різних полюсів тримач або затискач маси, отримуємо кілька ефектів при зварюванні. За фізичними законами тепло концентрується на "+". Тому при прямій полярності (“-” на тримачі, а “+” на виробі) забезпечується: глибоке проплавлення, невелика ширина шва, стабільне горіння дуги. Пряму полярність вибирають для різання чи зварювання товстих деталей 5 мм і більше.

Зворотна полярність має на увазі підключення тримача до "+", а вироби до "-". Тут електрони з негативним зарядом рухаються від виробу до електрода, що зменшує температуру тепловкладання приблизно на 1000 ⁰С.Завдяки цьому знижується глибина проплавлення, збільшується ширина шва. Але сам електрод горить набагато швидше, що збільшує витрати на розхідники. Обернену полярність вибирають для зварювання тонких заготовок 1-3 мм. Ще на такому режимі зварюють нержавіючу сталь, щоб знизити вигоряння елементів, що легують. Під час з'єднання чавуну у зварювальній ванні менше вирує вуглець, знижується кількість пір.

Силу струму при ручному дуговому зварюванні вибирають виходячи з товщини металу та діаметру стрижня електрода, а також просторового положення шва. Усі ці параметри взаємопов'язані. Якщо встановити надто високий струм, електрод згорятиме ще в повітрі, а електрична дуга стане важко контрольованою, збільшиться розбризкування рідкого металу. На великій силі струму неминучі пропали при зварюванні листової сталі.

Недостатня сила струму призведе до короткої дуги, яка буде гаснути при найменшому віддаленні кінчика електрода. Проплавлення буде неглибоким і з'єднання швидко зруйнується. Новачки можуть запам'ятати середнє значення - на кожен мм товщини заготовки необхідно 40-50 А зварювального струму. Але ці показники можуть зменшуватись залежно від інших факторів.

Можливість підвищення ампер безпосередньо пов'язана з характеристиками апарату. Тому при виборі інвертора наперед подумайте, який перетин доведеться варити. Купуйте моделі з максимальним струмом 200, 300 або 500 А, які відповідають вашим завданням.

Вибір діаметра електрода

Зварювальні покриті електроди бувають діаметром 1,6/2/3/4/5/6 мм. Чим товщі заготовки, тим більше має бути переріз стрижня. Якщо зварювати товстий метал тонкими електродами, штифт перегріватиметься і розпадеться ще в повітрі.Або його обмазка перегріється і обсипеться, а зварювання голим електродом залишить зварювальну незахищеною ванну (з'являться пори).

Занадто великий діаметр електрода буде “душити” електричну дугу, не даючи їй нормально горіти.

Вибір швидкості зварювання

У режим зварювання входить швидкість ведення електрода. Чим тонше метал, тим швидше потрібно вести зварювання, і навпаки. Як наслідок, з'єднання виходить слабким.

На заготовках перетином 5 і більше мм потрібно накладання шва шляхом здійснення кінчиком електроду повторюваних рухів.

Враховуємо положення з'єднання у просторі

• a) нижнє;
• б) горизонтальне;
• в) вертикальне;
• г) стельове.

Крім товщини металу і діаметра електрода, при виборі режиму зварювання грає роль положення деталей, що з'єднуються в просторі. Наведені в таблиці вище параметри актуальні для нижнього положення, коли рідкий метал залишається на місці. на 10-15%. Якщо виконати стельовий шов, сила струму. знижується на 15–20%.

Часом потрібно вести зварювання уривчастою дугою, даючи накладеному валику охолонути, інакше неминучі пропали. Цей метод зварювальники застосовують на тонкому металі 1-1,5 мм при вертикальних та стельових швах.

Враховуємо напругу

У вибір правильного режиму зварювання входить установка напруги, що відповідає техніці накладки шва. Чим коротше дуга (повітряний зазор між кінцем електрода та поверхнею виробу), тим вона чіткіше та легше управляється. Але не скрізь можна підлізти електродом близько до заготовок (іноді зварювальникові не видно зварювальну ванну в такому положенні). Тоді доводиться збільшувати дугу, але зі зростанням зазору має підвищуватися напруга, що видається апаратом.

Ця величина знаходиться в діапазоні 20-36 Ст. На одних зварювальних апаратах напруга автоматично підвищується та знижується у міру регулювання сили струму. На інших – передбачена окрема ручна установка ампер і вольт, що дозволяє більш точно налаштувати зварювальний режим.

Характеристики ВАХ, що видаються інвертором, безпосередньо залежать від вхідної напруги. Хоча виробники і вказують, що апарат варить при просідання до 180 V, а деякі моделі навіть працюють при 140 V, максимальна сила струму неодмінно падає. Тому, якщо в розетці на місці роботи немає заявлених 220 або 380, потрібно встановлювати на табло інвертора вищу силу струму, ніж належить, адже фактичні значення будуть набагато нижче. Тут режим зварювання підбирається досвідченим шляхом із пробами дуги на заготівлі, адже падіння напруги та можливості апаратів скрізь різні.

Враховуємо необхідність оброблення кромок та кількість проходів

При товщині деталі 5 мм і більше, необхідне оброблення кромок.На пластинах перерізом 5-8 мм виконують односторонній скіс 45⁰, щоб при зведенні сторін вийшла v-подібна форма. Коли товщина деталей становить 10 і більше, знадобиться х-подібна обробка. Без такої попередньої підготовки шви триматимуть сторони лише на поверхні, і з'єднання може зруйнуватися під навантаженням.

У режим зварювання входить кількість та технологія виконання проходів на одному стику, що визначає міцність з'єднання. Наприклад, для заготівлі перетином 10 мм з х-подібною обробкою кромок потрібно:

• Зварювання кореневого шва електродом діаметром 3 мм із силою струму 100 А.
• Аналогічна перевірка кореневого шва на звороті.
• Почергове подальше накладання швів електродом діаметром 5 мм із силою струму 300 А.

Освоївши ці принципи підбору режиму зварювання, вдасться визначати правильні параметри кожного типу з'єднання. Завдяки цьому ваші шви будуть міцними, герметичними та красивими.

Відповіді на запитання: визначаємо правильно параметри режиму ручного дугового зварювання

Візьміть чорновий шматок металу з такою ж товщиною, як основний виріб, і встановіть силу струму приблизно 40 А на кожен мм перерізу. Засвітіть дугу і проваріть шов. Якщо глибина проплавлення мала, додайте ампер. У разі пропалювання і надто широкого шва зменште силу струму.

Якщо ви вчитеся працювати зварюванням на товстих деталях від 4 мм, встановлюйте пряму полярність. Для зварювання листового заліза 1-3 мм найкраще застосовувати зворотну полярність.

Крім діаметра стрижня, враховуйте тип покриття. Найчастіше новачкам підійдуть рутилові електроди.

Допустиме зварювання покритим електродом під кутом 30-60⁰. Тут все залежить від просторового положення та зручності видимості зварювальної ванни.Вести шов можна ліворуч, від себе або на себе.

Зазвичай це відбувається при зварюванні тонкого металу. Підвищіть силу струму на 5-10 А. Початківцям допоможуть інвертори з функцією форсажу, яка швидко автоматично додає силу струму для запобігання прилипання електрода, а потім повертає налаштування в початкові межі.

Перший спосіб - цвіркання. Проводьте кінчиком стрижня ліворуч, не відриваючи його від заготовки. Як дуга загориться, встановіть повітряний зазор 3-5 мм. Другий спосіб - постукування. Стукайте кінцем по одному місцю, доки не з'явиться електрична дуга. Досвідчені зварювальники найчастіше застосовують цей метод. Апарати з функцією гарячого старту полегшують запалювання, оскільки видають при дотику підвищену силу струму.

Спробуйте варити уривчастою дугою. З'єднайте дві сторони та на мить відведіть кінчик електрода, щоб розірвати контакт. Відразу ж піднесіть його назад і накладіть наступну поличку присадного металу. Поступово піднімайтеся вгору, доки закінчите стик. Не лякайтеся застиглих бурульок із шлаку. При вертикальному зварюванні завжди такий ефект. На вигляд шва це не впливає.

Вибір режиму ручного дугового зварювання: основні та додаткові параметри

Режими дугового зварювання (РДС) – це комплекс заходів, показників та параметрів, які необхідно підтримувати та дотримуватись для правильного здійснення з'єднання дугою вручну. Режими ручного дугового зварювання можна визначити, як умови нормального функціонування самого процесу з'єднання деталей за різних обставин. Залежно від різних показників параметрів здійснюється правильний вибір режимів конкретного виду РДС і вибір режиму зварювання в цілому.
Умовно параметри режиму ручного дугового електрозварювання можна розділити на два види: основні та додаткові. До основних параметрів режиму зварювання при ручному дуговому зварюванні відносяться діаметр електрода, властивості та величину зварювального струму, напруга дуги. До додаткових параметрів відносять положення шва на виробі, склад та товщину металу, швидкість з'єднання виробу та покриття електрода. Розглянемо окремо кожен із них.

Зварювальний струм

Струм має визначальні властивості: родом, полярністю і силою. За родом струм поділяється на постійний та змінний. Полярність буває пряма та зворотна.

Більшість зварних апаратів працюють на постійному струмі. Відмінність постійного струму від змінного у цьому, що постійний струм змінюються за напрямом і за величиною. Тим самим він забезпечує стабільність горіння дуги. Єдиний мінус постійного струму в процесі з'єднання металів – це можливість появи ефекту магнітного дуття. Воно виникає при з'єднанні великих конструкцій, коли стороннє магнітне поле (намагнічених виробів) впливає на магнітне поле дуги. Дуга в цьому випадку починає «вибігати» за межі області знаходження шва та стабільність горіння різко знижується. З цим мінусом можна боротися шляхом

• огородження місця роботи спеціальними екранами, що захищають від «зайвих» магнітних полів.
• заземлення зварюваних поверхонь
• визначити можливі варіанти для використання змінного струму

Плюс роботи на постійному струмі – дуга, що стабільно горить, і можливість вибору полярності. Пряму полярність називає ще електрод-негативною, зворотну - електрод-позитивною. Зворотна полярність виникає при приєднанні до плюсу електрода, а метал до мінуса.За прямої полярності все навпаки. Відмінність між полярностями наступного. Закони фізики свідчать, що куди приєднати плюс, той елемент і нагрівається більше. Таким чином, при прямій полярності нагрівається більше металевий виріб. Цю полярність потрібно використовувати для з'єднання товстих деталей, так як для цього процесу потрібне більше розплавлення металу для отримання хорошого шва. Якщо пряму полярність використовувати на тонкому виробі - воно згорить і шов вийде неякісним. Для тонких металів проводять зворотну полярність.

Розмір сили струму визначається характеристиками конкретного зварювального апарату. У сучасних моделях ці показники зазначаються в інструкції. Якщо з якихось причин інструкція у вас відсутня, силу струму можна вибрати в залежності від діаметра використовуваного електрода. Не допускається використання сили струму, яка більше відповідає конкретному електроду. В цьому випадку покриття електрода, при якому здійснюється з'єднання, буде пошкоджено, дуга працюватиме нестабільно. Використання надто великого розміру електрода також погано впливає на процес з'єднання металів: щільність струму знижується, дуга «втікає», її довжина змінюється, зварений шов рівним і якісним не виходить.

Сила струму

Цей параметр можна назвати найважливішим під час роботи з ручним дуговим зварюванням.

Сила струму впливає на якість шва та продуктивність зварювальних робіт. Яку величину сили струму виставити завжди вказано у документації на зварювальний апарат.Якщо з якоїсь причини немає документації, необхідне значення підбирається виходячи з діаметра електрода. Цю інформацію багато виробників електродів розміщують прямо на упаковці. Розмір електрода, що підбирається, залежить від товщини заготовки, що зварюється.

Зверніть увагу, що чим товстіший електрод, тим менша щільність струму, що негативно позначається на зварювальній дузі. Це у свою чергу знижує якість зварного шва через збільшення ширини шва та зменшення глибини провару. Крім того, на величину сили струму впливає те, як розташований шов у просторі.

Таблиця 1. Співвідношення зварювального струму та діаметра електрода

Діаметр електрода

Режими зварювання залежить від виду електрода. Вибір його діаметра залежить від товщини металу та положення шва. При будь-якій товщині, шви у вертикальному положенні, горизонтальні та стельові шви варяться лише 4-х мм діаметром. Якщо шов багатошаровий, для варіння першого шва використовується електрод 3 чи 4 мм, а наступні шви коригують з допомогою електрода великих розмірів.

У таблиці нижче наведено параметри ручного дугового зварювання при співвідношенні струму, товщини металу та діаметру електрода.

Технологія ручного дугового зварювання (РДС) вуглецевих сталей

Схема процесу показано малюнку 7.1. Дуга горить між стрижнем електрода 1 і основним металом 7. Під дією теплоти дуги електрод і основний метал плавляться, утворюючи металеву зварювальну ванну 4. Краплі рідкого металу 8 з електродного стрижня, що розплавляється, переносяться у ванну через дуговий проміжок.Разом зі стрижнем плавиться покриття електрода 2, утворюючи газовий захист навколо дуги 3 і рідку шлакову ванну на поверхні розплавленого металу.

Мал. 7.1. Ручне дугове зварювання металевим електродом з покриттям (стрілкою вказано напрямок зварювання)

Металева та шлакова ванни разом утворюють зварювальну ванну. У міру руху дуги метал зварювальної ванни твердне і утворюється зварний шов 6. Рідкий шлак у міру остигання утворює на поверхні шва тверду шлакову кірку 5, яка видаляється після остигання шва.

Режим ручного зварювання включає: рід струму, силу струму, полярність, напругу дуги, швидкість зварювання, діаметр електрода.

Залежність діаметра електрода від товщини металу наведена у табл. 7.1.

Рід струму - постійний або змінний, це параметр зварювального режиму, який впливає на якість зварного шва.

Виходячи з цього, особливо відповідальні шви слід зварювати на постійному струмі відповідної полярності відповідно до рекомендацій заводу-виробника, зазначеного на пакувальному ярлику. При цьому зварювальні електроди можна застосовувати з покриттям як основного, так і рутилового типу. Зварювання на змінному струмі дозволяється застосовувати при виконанні менш відповідальних швів. Взаємозалежність роду струму, типу електродного покриття та зварного обладнання представлена ​​в табл. 7.2.

Сила зварювального струму визначається діаметром електрода, що допускається щільністю струму на одиницю площі поперечного перерізу електрода, положенням у просторі. При розрахунку сили струму можна використовувати формули чи залежність згідно з табл. 7.3.

1. Jсв = (20 + 6dел) dел, де dел - діаметр електрода

2. Jсв = k dел, де k – коефіцієнт, прийнятий залежно від діаметра електрода, k = 30 – 50 для d = 3 – 4 мм; k = 50 - 60 для d = 5 - 6 мм.

Визначення сили струму по щільності, що допускається, проводиться за формулою, а також, враховуючи тип електродного покриття. Табл. 7.3.

де πd2/4 – площа торця електродного стрижня, мм; i – щільність струму А/мм2

Діаметр стрижня електрода, мм

Полярність струму є характеристикою постійного струму та вибирається відповідно до марки електрода та техніко-економічних міркувань.

Слід пам'ятати, що електрична дуга прямої полярності забезпечує глибше проплавлення основного металу, і тим самим покращує якість зварних швів. Дуга зворотної полярності застосовується забезпечення стійкого плавлення електродів з покриттям основного типу.

Залежно від просторового положення шва, зварювальний струм при зварюванні вертикальних і горизонтальних швів зменшують на 15-20%, а при зварюванні стельових на 20-25% проти сили струму, що застосовується при зварюванні в нижньому положенні.

Контроль сили зварювального струму та напруги при використанні зварювальних випрямлячів здійснюють за допомогою контрольних приладів – амперметром та вольтметром, при використанні зварювальних трансформаторів за допомогою механічної шкали та вимірювальними кліщами.

Напруга на дузі (Uд) при ручному зварюванні змінюється в межах 20-36 В залежно від довжини зварювальної дуги і не регламентується.

Швидкість зварювання (Vсв) визначається за такою формулою:

Читайте також: Відцентровий консольний насос: принцип роботи та технічні характеристики. Моноблочний насос

де αн – коефіцієнт наплавлення, для РДС αн = 8–10 г/(А год);

γ – щільність металу, γ = 7,8 г/см3;

FН1 - площа поперечного перерізу наплавленого металу за один прохід, см2.

Вимоги технології при зварюванні стикових швів листових конструкцій зводяться до встановлення:

1. Кількості та перерізу шарів (площа перерізу);

2. Послідовності накладання швів;

3. Напрями ведення зварювання;

4. Техніки маніпулювання електродом;

Кількість шарів зварного шва, що укладаються в обробку, визначається товщиною елементів, що зварюються, формою підготовки кромок і необхідною площею перерізу шва.

Товщина (перетин) першого (кореневого) проходу з урахуванням проплавлення не повинна перевищувати 4-5 мм, або бути по перерізу не більше 30 мм2. Перетин 1-го шару визначається за формулою:

де дел - діаметр електрода для кореневого шва (2,5; 3 мм).

Товщина шарів шва наступних проходів вибирається з міркувань:

1.Сприятливого термічного впливу верхнього шару на нижній, раніше зварений. Правильно обрана товщина шару, обумовлена ​​режимом, діаметром електрода і т.д., покращує структуру та механічні властивості металу шва та навколошовної зони та переріз наступних шарів шва визначається за формулою:

2. Отримання сприятливої ​​структури металу шва.

3. Мінімізації зварювальних напруг та деформацій конструкції.

Ручне дугове зварювання елементів з товщиною стінки в інтервалі 5-8 мм, 8-12 мм і 12-16 мм виконується 2-ма, 3-ма і 4-ма шарами відповідно.

При необхідності виконання підварювального шва, його переріз має дорівнювати кореневому шву. Перед виконанням підварювального шва, зворотний бік кореневого шва необхідно: а) очистити від шлаку і бризок, б) зробити механічним способом (шліфмашинка) обробку кромок глибиною 3-4мм, шириною 6-8 мм, видаливши з неї можливі дефекти. Зварювання шарів, що заповнюють, проводять після видалення шлаку, бризок, напливів та інших дефектів кореня шва. Аналогічні вимоги до пошарової зачистки шарів шва всіх видів оброблення кромок, що заповнюють.

Способи виконання швів завдовжки залежать від розмірів зварної конструкції. Умовно вважають шви довжиною до 250 мм короткими, довжиною 250 – 1000 мм – середніми, а понад 1000 мм – довгими.

Короткі шви по довжині зазвичай зварюють напрохід (рис. 7.2, а). Шви середньої довжини зварюють від середини до країв (рис. 7.2, б) або зворотно-ступінчастим способом (рис. 7.2, в). Довгі шви однопрохідних стикових та кутових з'єднань і перший прохід багатопрохідних швів зварюють від середини до кінців зворотно-ступінчастим способом (рис. 7.2, г, д).

Мал. 7.2. Способи виконання зварних швів за довжиною

Спецрухи торця електрода (маніпуляції) є обов'язковими для отримання зварних швів із заданими експлуатаційними властивостями.

Як підняти будинок домкратом своїми руками: підготовка, технологія, поради, типові помилки

Досконала техніка маніпулювання дозволяє:

1. Управляти тепловим потоком, регулюючи цим, ступінь проплавлення металу.

2.Здійснювати дегазацію розплавленого металу від розчинених у ньому газів (азоту, кисню, водню), забезпечуючи тим самим рафінування металу шва

3. Регулювати висоту окремих шарів шва та її геометрію загалом.

4. Керувати процесом формування швів у положеннях, що відрізняються від нижнього (стельове, вертикальне, горизонтальне на вертикальній поверхні, змінюючи кут нахилу електрода до площини зварювання, довжину дуги та маніпулюючи робочим кінцем електрода).

Коливальне переміщення електрода поперек осі шва для прогріву кромок та отримання необхідної ширини шва та глибини проплавлення дозволяє за один прохід отримувати шов шириною до 4 діаметрів електрода, а без – 1,5 діаметра.

У процесі коливання електрода середину шляху проходять швидко, затримуючи електрод по краях. Така зміна швидкості коливання електрода забезпечує найкращий провар по краях.

Найбільш зручно виконувати зварювання у нижньому положенні, шви виходять високої якості, так як в цьому випадку легко виділяються неметалеві включення і гази з розплавленого металу зварювальної ванни. праворуч чи собі.

Зварювання стикових однопрохідних швів без обробки кромок з одного боку виконують при товщині сталі від 1 до 4 мм, з двох сторін - від 2 до 5 мм.

Зварювання багатошарових швів має особливості.Після зварювання кожного шару слід ретельно очищати його від шлаку, а потім зварювати наступний шар. Перший кореневий шар зварюють електродами діаметром 2,5 – 3 мм, а наступні шари – електродами більшого діаметра: 3 – 5 мм (залежно від товщини металу та положення шва у просторі).

Необхідно особливо ретельно зварювати шви, яких пред'являють вимога непроникності (щільності). Навіть при товщині металу 3 - 4 мм їх рекомендується зварювати в два шари з обробкою кромок або без обробки.

При зварюванні швів з V-подібним обробленням за кілька проходів забезпечити хороший провар першого шару в корені обробки набагато легше. Для зменшення залишкових деформацій та напруг зварювання ведуть, накладаючи кожен наступний шар назустріч попередньому. Шви з Х-подібним крайками більш переважні, ніж з V-подібним, так як в 1,6 - 1,7 рази зменшується обсяг наплавленого металу, підвищується продуктивність зварювання і, крім того, знижується величина кутових деформацій.

Якщо зі зворотного боку з'єднання можливий підхід до кореня шва і допустима опуклість зворотної сторони шва, доцільно виконувати підварювання кореня швом невеликого перерізу з подальшим укладанням основного шва з лицьового боку з'єднання. Допускається виконувати підварювальний шов після виконання основного. Для цього видаляється частина кореневого шва методом вишліфування або повітряно-дугової стружки. Якісне виконання підварювального шва багато в чому забезпечує міцність всього зварного з'єднання.

У місцях повороту зварний шов слід заварювати без відриву дуги. Не допускається гасіння та запалення дуги на поворотах зварного шва.

Виконуючи вертикальні шви, силу зварювального струму зменшують на 15 - 20% порівняно зі зварюванням у нижньому положенні. При способі зварювання «знизу нагору» дугу збуджують у нижній точці шва (рис. 7.3). Зварюванням готують горизонтальний майданчик перетином, рівним перерізу шва. При цьому електрод здійснює поперечні коливання (рис. 7.4).

Мал. 7.3 – Виконання вертикальних швів «знизу нагору»

Мал. 7.4 – Рухи кінцем електродів під час виконання проходів

При зварюванні «по спіралі» або «півмісяцем» (рис. 7.4 а, б) спочатку наплавляють поличку на кромки, що зварюються, а потім невеликими порціями наплавляють метал, поступово переміщуючи електрод вище, залишаючи внизу готовий зварний шов.

При зварюванні «кутом» (рис. 7.4 в) електрод поперемінно переміщують вгору-вниз, безперервно наплавляючи метал на кромки і рівномірно переносячи його вгору електродом.

При зварюванні ялинкою (мал. 7.4, г) спочатку піднімають електрод направо, а потім опускають вниз. Крапля рідкого металу застигає між кромками. Потім електрод піднімають угору вліво і знову опускають вниз, залишаючи нову порцію металу.

Зварювання «на спуск» (рис. 7.5) ускладнює отримання якісного провару: шлак і розплавлений метал підтікають під дугу і від подальшого стікання утримуються лише силами тиску дуги та поверхневої напруги. Іноді їх виявляється недостатньо і розплавлений метал витікає з ванни. Зварювання «згори донизу» дозволяє уникнути пропалів при зварюванні тонкого металу. Використовуються електроди з основним та целюлозним покриттям (марок АНО-9, ВСЦ-2, ВСЦ-3, ОМА-2).

Мал. 7.5 – Виконання вертикальних швів «згори донизу»

Зварювання горизонтальних стикових швів більш скрутна, ніж вертикальних, через стікання розплавленого металу зі зварювальної ванни на нижню кромку. В результаті можливе утворення підрізу на верхній кромці.

Дугу збуджують на нижній кромці, потім переводять електрод на верхню (рис. 7.6).

Мал. 7.6 – Порушення дуги при зварюванні горизонтальних швів

Зварювання горизонтальних стикових швів можна вести вертикально розташованим електродом, а також «кутом уперед» та «кутом назад» (рис. 7.7).

Мал. 7.7 – Зварювання горизонтальних стикових швів

Черговість виконання проходів показано на рис. 7.8.

Мал. 7.8 – Черговість виконання проходів при зварюванні горизонтальних швів

Зварювання стельових швів найбільш складна. Гази, що виділяються покриттям електрода, піднімаються вгору і можуть опинитися у шві, тому використовують лише добре просушені електроди. Подовження дуги нерідко викликає підрізи. Вузькі валики накладають у обробку трьома способами.

При зварюванні «драбинкою» електрод розташовують під кутом до площини 90 - 130 °, підводять до виробу і запалюють дугу. Після утворення маленької порції розплавленого металу електрод відводять на 5 - 10 мм від стельової площини і повертають, перекриваючи порцію металу, що закристалізувалася, розплавленим приблизно на 1/2 - 1/3 її довжини (рис. 7.9, а).

При зварюванні «півмісяцем» електрод розташовують під кутом 90 — 130° до стельової площини і, маніпулюючи за схемою півмісяця, безперервно заходять електродом на частину металу, що закристалізується (рис. 7.9, б).

Зворотно-поступальне зварювання проводиться за наступною схемою: кінець електрода зварювальник безперервно повертає назад, на частину металу, що кристалізується, постійно подовжуючи валик (рис. 7.9, в).

Мал.7.9 – Способи виконання стельових швів

Зварювання стельових та горизонтальних швів утруднене тим, що рідкий метал прагне витекти з ванни. Тому зварювання ведуть короткою дугою. зварювальний струм зменшують на 15 – 20% порівняно зі зварюванням у нижньому положенні. При зварюванні багатошарових швів для першого валика потрібно скористатися електродом діаметром 2,5 – 3,0 мм, для наступних шарів – 3,0 – 4,0 мм.

Режим в залежності від напруги дуги

Напруженням дуги пов'язане з її довжиною. Зазвичай напруга встановлюють у діапазоні 20-36 В. Вона збільшується у процесі збільшення довжини дуги. Довжина дуги може бути коротка, середня та довга.

Довжина дуги - це відстань від кінчика електрода до металу, що зварюється. Для виконання якісного з'єднання необхідно забезпечити стабільний розмір дуги. Вважається, що для новачків простіше підтримувати середній розмір дуги. Можна зробити якісний шов при короткій дузі, але для цього потрібний досвід та професіоналізм.

Особливості кожного з підключень

Зміна полярності підключення агрегату в першу чергу відбивається як зварювальний шв і стан електрода. Застосування зворотної полярності при зварюванні характеризується такими позитивними характеристиками:

• підвищена кількість теплової енергії, що витрачається з боку електрода;
• якісне та глибинне проплавлення оброблюваної заготівлі;
• мінімальне розбризкування з боку виробу, що сплавляється.

У свою чергу прямий струм обмежує надходження тепла до заготівлі з боку електрода та меншу порівняно із зворотною полярністю її проплавлення.При цьому електродний стрижень все одно швидко розплавляється та вимагає частої заміни.

Оцінюючи кожного з цих режимів не можна гарантовано стверджувати, що з них краще, ніж інший.

На перший погляд, явна перевага має зварювання зворотним струмом, але при цьому повинні враховуватися й інші фактори зварювального процесу.

З цією метою для більшості електродів, що використовуються при зварюванні, рекомендована полярність вказується на їх упаковці (на спеціальній етикетці).

Швидкість зварювання при ручному електродуговому зварюванні

Ручне електродугове зварювання характеризує швидкість її здійснення. Вона впливає ширину шва. Чим швидше швидкість, тим виходить шов. При повільній роботі шов виходить широким. Поперечні рухи електродом у процесі з'єднання також впливають на ширину та ще на глибину шва. Занадто швидко та дуже повільно варити не варто. При дуже швидкій роботі утворюватимуться незаповнені металом простори, які можуть стати причиною появи тріщин. Дуже повільна робота електродом дозволяє розплавленому металу розтікатися, що зробить виріб неякісним. Також різними можуть бути рухи торця електрода (зигзаги, «ялинки»).

Варіанти спрямування електрода при зварюванні

Отже, вибір режиму ручного дугового зварювання – це комплекс дій, вкладених у пошук потрібних параметрів для з'єднання конкретного вироби. Якщо ви не професіонал або навіть зовсім новачок у цій справі, тоді з першого разу вибір режиму зварювання, необхідного для конкретного виробу може не вийде.Але для цього і існує практика, довідкова інформація, інструкції для ознайомлення, в яких вказані параметри дугового зварювання ручного в залежності від різних показників. У кожному випадку всі параметри підбираються індивідуально. Режими ручного дугового зварювання покритими електродами можна вибрати самостійно.

Основна відмінність у підключенні

У разі прямої полярності зварювальний кабель підключається до позитивної клеми апарату, так що носії електричних зарядів надходять до нього через виріб, що обробляється. Негативний полюс припливу зарядів утворюється в районі основного інструменту зварювальника - власника з електродом.

Описана відмінність прямої та зворотної полярності підключення до інверторів істотно впливає на температурний режим у зоні зварювання.

Так, пряме приєднання збільшує температуру на анодному полюсі дугового розряду (знак "+") у порівнянні з катодним контактом (знак "-"). Цим ефектом і зумовлюється можлива сфера застосування прямої полярності під час зварювальних робіт.

Пряма спрямованість струму забезпечує виділення значних кількостей теплової енергії із боку заготівлі. Внаслідок цього пряму полярність можна застосовувати для різання великогабаритних металевих конструкцій та масивних сталевих виробів із товстими стінками.

При зворотному включенні картина розподілу теплової енергії, що виділяється, зовсім інша. У цьому випадку надлишок тепла спостерігається на електроді зварювального інвертора, а з боку заготовки, що обробляється, його рівень помітно знижується.

Ось чому зворотна полярність використовується у тих випадках, коли потрібно звести до мінімуму ризики вибракування заготовок, а також при проведенні ювелірно вивірених, точних робіт.

Зворотну полярність застосовують також при зварюванні тонколистових матеріалів та сталей різного ступеня легування, чутливих до перегріву. Найбільшого поширення набуло використання струму зворотного включення під час роботи під флюсом, соціальній та серед інертних газів.

Вибір полярності та типу струму

Зварювальні апарати здатні перевести побутовий змінний струм у постійний. Важливо не переплутати полярність. Вона має на увазі підключення деталі до "+", а електрода до "-". Спеціаліст вибирає параметр режиму, спираючись на властивості деталі.

Для зварювання чавунних деталей підійде пряма полярність. Вона ж підходить для середньовуглецевої сталі завтовшки 5 мм.

При з'єднанні низьковуглецевої сталі та тонколистових конструкцій вибирають зворотну полярність.

Нахил електрода та заготовок при зварюванні

Важливо врахувати кут нахилу електрода під час роботи з напівавтоматом, виконати правильний розрахунок режимів зварювання. У такій роботі стрижень щодо шва повинен відхилитися від норми на 10 °. Від розташування стрижнів до стику залежить глибина та ширина з'єднання.

З'єднання розширюється, а глибинні показники зменшуються за умови, якщо зварювання відбувається під кутом уперед, завдяки чому дуга наганяє хвилю розплаву перед собою, через яку виконують розплавлення металу.

Розплав перейде в кінець варильної зони, якщо вибрати режим із кутом нахилу назад. Електрична дуга надає прямий вплив на вироби, що з'єднуються. Завдяки чому збільшується глибина проплавлення стику та зменшується ширина шва.

Для якісного заповнення шва рекомендується нахилити деталі під кутом 8–10°. Інакше розплавлений метал може стікати чи залишаться непровари. При зварюванні труб змінити їх кут неможливо, тому зварювання роблять зверху донизу.

За якими критеріями потрібно обирати полярність

Вибираючи тип підключення зварювального апарату, необхідно звертати увагу на низку важливих критеріїв. Це дозволить не допустити браку чи надмірної витрати матеріалів, забезпечити необхідну міцність з'єднання.

Товщина металевого листа

Деталі, товщина яких не перевищує 3 мм, часто пропалюють. Для зварювання подібних заготовок використовують зворотно-полярну схему, забезпечуючи анодну термопляму на краю електрода. Такий підхід доречний для обробки кольорових, легованих матеріалів.

Рекомендуємо до прочитання Як лікувати опік ока при зварюванні

Типи металів

За остаточне нагрівання виробів та власника відповідає плюсова клема. На катоді виділяється менше тепла, ніж аноді. При обробці тугоплавких сталей краще використовувати пряме приєднання, коли температура досягає 4000 °C. Для металів, що змінюють характеристики під час перегріву, підключають мінусову клему. При прямо-полярній обробці шов поглиблюється, при «звороті» – зосереджується на поверхні.

Різновиди електродів

Вибираючи марку електродів, враховують рід струму. Для змінної напруги підходять будь-які різновиди, оскільки полярність у разі не грає жодної ролі. Для різновидів ОК, ОЗС, МР рекомендують зворотне приєднання. УОНДІ та подібні модифікації розраховані на пряму схему. Рекомендації виробників наведені на упаковках. Багато зварювальників віддають перевагу універсальним аналогам іншим варіантам.

Параметри довжини дуги

У зварюванні напруга дуги є найважливішим параметром, який визначає її довжину. Якщо сказати простіше, то ця відстань від кінця електрода до предмета. Цей показник безпосередньо залежить від електрода та представлений у таблицях. Якісною вважається робота, в якій протягом всього шва немає жодного недовару. У цій професії важливий досвід, лише професіонал здатний простежити за таким тонким нюансом.

Рекомендуємо статті:

• Стикове зварне з'єднання: види, технологія виконання
• Зварювальна дуга: її властивості, види, принцип роботи
• Нахлістування: зварювання для широкого кола завдань

Горіння стає стійким, якщо збільшити напругу дуги. При такому варінні ймовірність попадання повітря в зону шва збільшується, трапляється вигоряння елементів, що містяться в дроті, внаслідок чого утворюються пори. Процес запалення дуги включає три етапи: коротке замикання електрода на заготівлю, після чого електрод відводиться на 3-6 мм і виникає стійкий дуговий розряд.

Визначення режимів зварювання.

Параметри режиму зварювання можуть бути:

Основні параметри - це полярність і зростання струму, напруга і швидкість зварювання, величина струму, діаметр електрода, а також максимальна величина його коливання.

Додаткові параметри - це температура металу до роботи, товщина покриття електрода і його склад, положення електрода в просторі, яке може бути, як вертикальне так і похило, а також величина вильоту електрода і положення виробу під час зварювання.