Техника и технология ручной дуговой сварки покрытыми электродами

Ручная дуговая сварка (РДС) не сдаёт позиций. Производительность, глубина проплава ниже, стабильность процесса хромает. Но вытеснить плавящийся электрод в обмазке пока не под силу. РДС любезно предлагает место прогрессивным технологиям, которые облегчают труд и ускорят сварочные работы, оставаясь на плаву.

РДС сварка – это

Ручная дуговая сварка применяется при монтажно-сборочных работах, где современные методы не применяются. Способ применяется с 1888 г. Сущность способа заключается в инициировании возбуждения электродуги между полярными источниками, один из которых электрод, другой – деталь.

Электродержатель (катод) передаёт заряд сердечнику электрода. Кратковременный контакт с заготовкой (анод) возбуждает дугу, единственный источник тепла для плавления. Локализация нагрева в зоне горения дуги приводит поверхность металла изделия в жидкое состояние.

Сварочная ванна в основании столба дуги заполняется расплавом металла изделия и каплями наплавленного металла стержня электрода. Равномерность смешения 2 субстанций образует однородный сплав.

Жидкий шлак из материала обмазки укрывает ванну и препятствует процессам окисления. Застывшая стекловидная масса шлака удаляется механически после каждого прохода. Иначе цельность шва с равномерным проваром нарушится.

Процессом на всём протяжении управляет электросварщик. Поддержание величины дуги, плавность движения вдоль границы наложения шва, чтобы не случилось непровара и подрезов, выполняются на глазок: контроль доступен только визуальный.

Уровень профессионализма исполнителя определяет качество соединения. Квалифицированный сварщик рдс, что это: уверенная герметизация соединений элементов сосудов под давлением, изготовление грузозахватных приспособлений. Он владеет техникой управления аппаратами постоянного и переменного тока, варит плавящимся и неплавящимся электродом.

Виды плавящихся электродов

Существуют многоместные электрододержатели: 2 и более электродов, вовлечённые в заполнение глубокой разделки, объёмного катета шва ускоряют процесс. И сами стержневые электроды различаются по химсоставу для идентичности соединения с материалом, защитными компонентами обмазки.

Видовой состав электродов по применению:

• У – низколегированные стали с сопротивлением на разрыв 600 МПа;
• Т – теплоустойчивые стали;
• Н – наплавные электроды;
• А – Пластичные металлы.

Ограничения по пространственному наложению шва связаны с текучестью расплава стержня. Регламентация по применению вертикальных, потолочных одно и двухсторонних швов, сварке под углом содержит ГОСТ 5264-80, за соединения сварные под острыми и тупыми углами отвечает ГОСТ 11534 75. Дополнительная цифровая индексация на маркировке указывает на сферу применения плавящихся электродов:

• 1 – без ограничений положения;
• 2 – кроме вертикального сверху вниз;
• 3 – исключаются потолочные швы;
• 4 – только горизонтальные.

Справочники пестрят рекомендациями по использованию электродов с определённым спектром сплавов, близких по составу с плавящимся стержнем. Комплекс легирующих элементов расплава соединительного шва в этом случае создаёт практически монолитное соединение.

Пример соответствия типа электрода для легированных конструкционных, высоколегированных и теплостойких сталей:

• Ст. 14Х2ГМСШ, 14ХМНДФР – электрод АНП2, Э70;
• Ст. 12Х2НВФА, 30ХГСА – НИАТ 3М;
• 30ХГ2С – УОНИ-13/85;
• 15Х1М1Ф, 12ХМФ – ОЗС-11;
• 15Х1М1ФЛ, 20ХМФЛ – ТМЛЗУ;
• 12Х1МФ – ЦЛ45.

Обобщённая таблица назначения по области применения, типов и марок электродов плавящихся

покрытия

Толщина покрытия не универсальная величина. Относительно диаметра стержня выделяются стандартные соотношения:

• М – 20%;
• С – 40%;
• Д – 80%;
• Г – более 80%.

Составы обмазок по свойствам преимущественно смешанные, с учётом многокомпонентности сплавов. Основы и назначение типов:

• А – Mg, Ti, Si, FeO₃. Пористость шва исключается, но возможно горячее растрескивание верхней части шва. Пример – Э-08Х19Н10Г2Б, применяются для высоколегированных сплавов;
• Ц – 50% наполнителя органика, преимущественно целлюлоза, мука, шпат. Расплав соответствует полуспокойным и спокойным сталям с высоким показателем наличия водорода. Электроды Э50, Э46 хороши для вертикальных швов;
• Р – минерализация рутилом (TiO₂) до 50%, органикой. Горячее растрескивание исключено. Ударная вязкость высокая. Требуется прокалка для удаления влаги. Пространственное положение шва без ограничений;
• Б – CaCO₃, KF, минералы. Активное шлакообразование, неподверженность сероводородному растрескиванию. Доминируют при сварке трубопроводов;
• П – РЦ, АБ, другие – двойные виды, классифицируются отдельно.

[stextbox id=’info’]Броневые отливки для танков в период ВОВ сваривали прутками, обмазанными гашеной известью.[/stextbox]

РДС сварка цветных металлов

Дуговую сварку алюминия осложняет тугоплавкая оксидная плёнка на поверхности металла, подлежащая удалению выщелачиванием.Хлориды и фториды щелочных металлов, входящие в состав обмазки, нейтрализуют плёнку. Детали толщиной менее 4,5 мм для дуговой сварки не рекомендованы.

Ток увеличивается до 1,5 раз. Применяется предварительный подогрев деталей и теплоотводящие прокладки при сварке, чтобы минимизировать растекание. Бич сварщика кристаллизационное растрескивание и постсварочная деформация. Заполнение разделки непрерывно, до полного выгорания электрода.

Электроды ориентированы на чистый металл без примесей, технические сплавы:

• Рафинированный алюминий марки АО-А3 – электрод ОЗА1, ОЗАНА-1.Тщательная подготовка кромок. Доступны горизонтальное и вертикальное ведение шва. Ток переменный, полярность обратная;
• Кремнистые сплавы (силумины) – ОЗА2, ОЗАНА-2. Покрытие гигроскопично, наполнено фтористыми, хлористыми солями;
• Наплавка деформируемых сплавов – УАНА.

Оправдывают высокую стоимость щёлочно-солевые электроды ESAB марок ОК Almn1 для сборки конструкции из чистого металла. Качественный шов, лёгкое отделение корки шлаков.

Для сплавов с магнием и марганцем, дюралюминия – Alsi12. UTR 48 c содержанием кремния до 12%, дающий ровный чешуйчатый шов.

По грубы прикидкам силу тока соотносят с толщиной основного металла. На 1 мм берут 20 – 30 А, не выходя за рамки 200 А.

[stextbox id=’alert’]Важно! повторная просушка снижает качество соединения.[/stextbox]

Для РДС сварки меди и сплавов выбор плавящихся электродов широк: Комсомолец 100, АНЦ/ОЗМ2, (ОЗМ3, ОЗМ4).

Режимы

У новичка возникает вопрос: каким электродом варить металл 2 мм? Максимум троечкой, оптимально – не превышать толщину металла. Стержень тоньше Ø 1,6 мм не найдём, остаётся заняться регулировками сварочного тока до оптимума.

[stextbox id=’alert’]Важно! сушка и прокаливание стальных электродов обязательны.[/stextbox]

Режим сварки – совокупность суммы параметров:

• Сила тока и напряжение дуги;
• Диаметр и скорость перемещения электрода;
• Полярность, род тока;
• Положение шва в пространстве.

Практика показывает, что целесообразно использовать максимально допустимый ток, а скорость определяет поперечное сечение шва. Поджиг дуги осуществляется 2 способами: кратковременным касанием с отрывом (впритык) либо продольным движением по заготовке (спичкой).

Вертикальные и потолочные швы проходят с коррекцией тока в сторону уменьшения до 20%, напряжение – до 30 В, диаметр электрода не превышает 4 мм. При стандартных условиях глубина провара достигает 1 – 2 мм.

Поддержание дуги на расстоянии 0,5 – 1 диаметра до воронки кратера обеспечивается равномерностью подачи расходного плавкого элемента. Увеличение длины дуги увеличивает поступление воздуха в расплав, снижает качество. Возрастают угар металла и разбрызгивание.

Прерывание дуги чревато образованием кратера, где скапливается шлак, возможно образование трещин. Заварку кратера проводят до заполнения. Причиной образования кратера не может стать завершение шва – это брак.

Протяженные швы выполняются отдельными участками. На толстом металле, где нет угрозы коробления, длина прохода 200 – 300 мм. На тонколистовом – короткими в шахматном порядке.

Оборудование

Сварочные аппараты постоянного и переменного тока – источники подачи энергии. Агрегаты переменного тока устроены проще, дешевы компактны, просты в обслуживании, потребляют меньше энергии.

Оборудование на постоянном токе обеспечивает устойчивость дуги, процесс упрощается, не требует высокой квалификации сварщика. Доступны механизация и автоматизация.