Технология ручной дуговой сварки ч.2 выбор режима ручной дуговой сварки

Как проводится сварка полуавтоматом

Как и в других типах сварки, перед началом работы необходимо позаботиться о том, чтобы детали были заранее обработаны – обезжирены и зачищены. Перед началом работы подключаем кабель массы к сварочному столу и проверяем вылет сварочной проволоки. Если проволока длиннее – нужно ее откусить бокорезами.

Как и любой вид сварки, сварка полуавтоматом начинается с зажигания дуги. Для этого сварочная проволока должна коснуться поверхности свариваемой детали. Нажимаем на кнопку горелки – начинается подача одновременно сварочной проволоки и защитного газа.

Дуга зажигается. Происходит процесс сварки. Чтобы погасить дугу, нужно отпустить кнопку и отвести горелки от свариваемого изделия.

Горелкой можно управлять одной рукой, но при использовании двух рук шов будет более аккуратным и контроль над процессом более уверенным. Одной рукой нужно обхватить горелку, указательный палец должен находиться внизу на кнопке старта. Ведущей рукой можно опираться на другую руку – так будет проще контролировать расстояние до свариваемой поверхности и угол наклона, а также делать нужные движения горелкой.

Не существует универсального угла для сварочной горелки, который нужно соблюдать при сварке. Если мы варим детали в одной плоскости и обе детали одной толщины, то горелку можно держать вертикально. Если детали по толщине разные, то наклон нужно делать в сторону детали с меньшей толщиной. При сварке двух деталей под углом горелку удобнее держать под углом 5- 25% градусов (от вертикали). Расстояние от сопла до свариваемой поверхности – от 5 до 20 мм.

Движение горелки может быть как углом вперед, так и углом назад. При сварке углом назад. При таком способе глубина провара и высота шва увеличивается, его ширина уменьшается. При сварке углом вперед лучше проплавляются кромки, уменьшается глубина провара, но шов получается шире. Такой способ хорош для сварки металла небольшой толщины.

В процессе сварки вы выберете наиболее удобный и комфортный для вас стиль сварки – от способа держать горелку, до параметров аппарата

Обращайте внимание также на звук дуги – он поможет подкорректировать настройки. Так, правильно установленная дуга имеет ровный шипящий звук

Если вы слышите треск – то, скорее всего, нарушен баланс между скоростью подачи и напряжением, или плохой контакт в области сварки.

Влияние скорости движения горелки на качество шва

Качество шва также зависит от скорости сварки – скорости, с которой электрическая дуга проходит вдоль места сварки. Скорость движения сварочной горелки контролируется сварщиком и влияет на форму и качество сварного шва. Со временем вы научитесь определять скорость глядя на толщину и ширину шва в процессе сварки:

Слишком высокая скорость сопровождается повышенными брызгами металла. Шов получается тонким и прерывистым.

Слишком медленная скорость дает широкий, расплывчатый шов.

Как передвигать сварочную горелку во время сварки полуавтоматом?

Существует множество способов движений горелкой для формирования шва:

Для металлов 1-2 мм толщиной можно двигать горелку зигзагообразно, чтобы воздействовать дугой на оба свариваемых листа – тогда получается прочный и герметичный. К тому же, при таком способе электрическая дуга не проживает металл.
При наличии определенного опыта пользуются прямым швом, без каких-либо колебательных движений

Таким швом можно варить металлы любой толщины, но здесь важно чувствовать, что дуга равномерно охватывает обе заготовки.
Когда нужно делать длинный шов, чтобы не допустить перегрев металла и тепловой деформации, можно варить небольшими сегментами то с одного, то с другого конца свариваемых деталей. Это позволит проварить весь сегмент без тепловой деформации листового металла.

Оборудование для контактной сварки

У аппаратов контактной сварки в момент сварочного процесса у маломощных устройств сварочный ток достигает 5000-10000 А, в мощных устройствах доходит до 500 кА. Поэтому к трансформаторам предъявляются высокие требования.

Они являются понижающими трансформаторами с рядом конструктивных особенностей:

• чтобы получить максимальный электроток вторичная обмотка выполняется из одного витка;
• первичная обмотка выполняется на дисковом сердечнике в виде отдельных секций. Разбивка катушек на секции необходима для регулировки электротока, а диск для равномерного охлаждения;
• вторичная обмотка выполнена в виде параллельно соединенных медных дисков. Для защиты от влаги они залиты эпоксидной смолой;
• предусматривается воздушное или водяное охлаждение.

Аппараты контактной сварки в большинстве своем однофазные с сердечниками броневого типа. Так как качество сварки сильно зависит от длительности сварочного импульса, то коммутационное оборудование достаточно сложное – плата за точность.

Аппараты испытывают большие механические нагрузки, до 400 пусков минуту, поэтому к ним предъявляются дополнительные требования по прочности конструкции.

Суть полуавтоматической сварки

Перед тем как рассмотреть основные режимы полуавтоматической сварки стоит разобраться, что представляет собой данная технология. Во время проведения процесса проволока подается с определенной скоростью. Она синхронизирована со скоростными показателями ее плавления.

Главная отличительная сторона полуавтоматических приборов состоит в том, что они работают в среде защитных газов. Сварочная технология может производиться инертной среде (аргон) и активной среде (углекислый газ). В первой ситуации процесс называется MIG (metal inert gas), а во втором — MAG (metal active gas).

Газовые смеси обеспечивают изолирование области нагревания и плавления от оксидов из воздуха. Они подаются через канал, который находится на рукаве вместе с трубкой. Рукав соединяет корпус сварочного полуавтоматического оборудования с горелкой. А вот регулирование всех процессов производится кнопкой «Пуск/Стоп», которая находится на горелке.

Стоит отметить! Если сравнивать полуавтоматическую сварку с оборудованием для ручной технологии, покрытой электродами, то она дополняется электрическим механизмом для подачи сварочной проволоки и газобаллонной аппаратурой. Именно это повышает производительность процесса и улучшает качество сварных соединений.

Зависимость от толщины электрода

Нормативная литература по сварочному делу содержит много таблиц, позволяющих выбрать требуемый диаметр электрода и значение сварочного тока для сваривания заготовок определённой толщины.

При увеличении тока сварки, увеличивается скорость плавления, как заготовки, так и материала электрода, это определяет прямую зависимость между сварочным током и диаметром электрода.

Например, если электродом, имеющим диаметр 2мм, рекомендуется сваривать металл толщиной 2 – 3 мм, выбирая при этом сварочный ток в диапазоне 40 – 80 ампер, то для электродов диаметром 5 – 6 мм указывается токовая величина 220 – 320 ампер при сварке металла 10 – 24 мм.

Этот параметр играет важную роль в формировании сварного шва. С увеличением диаметра электрода, плотность падает при неизменных токовых настройках аппарата.

Это обусловлено тем, что электрод с диаметром большего размера создает более толстую дугу, имеющую большее значение площади. Показатель плотности зависит также от длины электрической дуги.

При увеличении разрядного промежутка между электродом и заготовкой, дуга вытягивается, становясь тоньше, уменьшая площадь поперечного сечения разряда. При этом уменьшается температура, создаваемая дугой, замедляется процесс переноса вещества электрическим разрядом.

При дальнейшем увеличении зазора, процесс начинает терять стабильность, поверхность сварочной ванны становится неровной, и в итоге дуговой разряд гаснет. Таким образом, в относительно небольших пределах, энергию сварочного процесса можно регулировать путем изменения длины дуги.

Как подобрать силу тока | Setting the Amperage on Arc Welding Equipment — Территория сварки

Что касается сварки полуавтоматом, роль электрода здесь играет специальная проволока для сварки, диаметр которой также выбирается по таблицам, в зависимости от характеристик свариваемого металла и его толщины.

Какие электроды лучше для инвертора

Какие электроды лучше для инвертора? Многие новички в электросварке задаются этим вопросом и полагают, что для инверторов есть какие-то специальные электроды, которые отличаются от электродов для трансформаторных сварочных аппаратов. Или же, инверторы какими-то электродами варят лучше, чем другими. Хорошо, давайте разбираться.

Сварочные аппараты

Для сравнения возьмём 2 сварочных аппарата: инверторный и трансформаторный. Какие у них настройки, режимы и функциональные возможности?

Сварочный ток регулируется у обоих. У них могут быть разные диапазоны регулировок, но обычно эти дапазоны довольно большие. Т.е., по этому параметру разницы нет.

По роду тока – переменный или постоянный – есть варианты. Трансформаторные сварочники в простейшем своём варианте дают переменный ток, но есть модели с выпрямителем – такие аппараты могут давать и постоянный. Инверторы же наоборот – каждый инвертор даёт постоянный ток, но есть модели, которые дают переменный тоже.

Значит ли это, что какие-то электроды лучше подходят к какому-то определенному типу сварочников? На самом деле, на пачке с электродами указывается род тока, для которого они предназначены

Если у вашего сварочного аппарата есть режим с нужным для данных электродов родом тока, то совершенно не важно, инверторный он у вас или трансформаторный

Далее рассмотрим полярность. При переменном токе такого параметра вообще нет, а при постоянном – обычно нужная полярность устанавливается простым подключение сварочных проводов к нужным разъёмам. Полярность также пишется на упаковке с электродами, и нужно просто правильно её установить.

Ещё инверторы отличаются набором различных функций, которых нет у трансформаторных устройств. Например, это функции «hot start», «anti-sticking», импульсный режим и прочие дополнительные возможности. Но эти функции лишь помогаюn сварщикам, особенно начинающим, но с выбором электродов это никак не связано.

Так, какие электроды лучше для инвертора?

Получается, что все электроды одинаково подходят для сварочных трансформаторов и инверторов? В общем, да!

И предвижу, что кто-то обязательно начнёт вспоминать, как у него одними и теми же электродами лучше варилось на устройстве одного типа и хуже на аппарате другого типа. В чём же дело?

А дело в том, что всё зависит от конкретного сварочника! Не от типа и его конструкции, а от конкретной модели. Бывали случаи, когда модели, рядом стоявшие на конвейере, варят по-разному. Не сильно, но всё же по-разному. Это происходит потому, что у всех комплектующих характеристики не абсолютно те, которые заявлены, а с некоторым разбросом. Например, резистор, на котором указано сопротивление 100 Ом, по факту может быть сопротивлением 96 Ом или, например, 103 Ома. Совокупность таких деталей и узлов (а небольшой разброс параметров есть у всех деталей и микросхем) и приводит к разнице в работе устройств.

На самом же деле, большое значение имеет не тип сварочного аппарата, а то, насколько электроды соответствую металлу, который ими варят — это один из ключевых условий выполнения качественного сварного шва. Также важны и другие условия сварки, поэтому, вопрос «какие электроды лучше для инвертора» правильней будет заменить на вопрос «какие электроды лучше в данной ситуации». И всегда помните, что на качество сварки влияет множество факторов, и улучшая каждый из них, можно добиться очень хороших результатов!

Тем не менее, если вы задаётесь таким вопросом, то скорее всего, вы начинающий сварщик и хотите узнать, какие электроды лучше для начала практики в электросварке. В таком случае, могу порекомендовать электроды типа Э46 — к ним относятся многие марки, в частности, МР-3С, ОЗС-6, ОЗС-12, АНО-21 и многие другие. Начните учиться варить электросваркой с этих марок или их аналогов.

Строение и зона анодного пятна

В структуре дуги различают 3 участка:

1. Катодное пятно. Является местом разгона и эмиссии электронов, имеет отрицательный заряд. Размер этой зоны — примерно 1 мкм (0,001 мм). Здесь выделяется 38% тепла, падение напряжения составляет 12-17 В.
2. Столб дуги. Имеет нейтральный заряд, поскольку положительные и отрицательные частицы присутствуют в равных количествах. Средняя длина — 5-10 мм. В этом участке выделяется 20% тепла, теряется 2-12 В.
3. Анодное пятно. Бомбардируется электронами, что придает ему вогнутую форму (кратер). Протяженность этой зоны составляет 10 мкм. Выделяется 42% тепла, теряется 2-11 В.

Строение и свойства электрической сварочной дуги.

Разница между сваркой переменным и постоянным током

Трансформаторы переменного тока имеют следующие преимущества:

• низкую стоимость;
• простую конструкцию;
• высокий КПД;
• надежность;
• большой ресурс.

Недостатки:

1. Низкое качество шва. Он получается широким и неровным из-за колебаний дуги.
2. Большие потери металла из-за сильного разбрызгивания.
3. Плохое горение дуги.
4. Возможность варить только углеродистую сталь.

Сварку переменным током используют в следующих ситуациях:

1. К качеству предъявляются низкие требования.
2. Необходимо большое тепловложение, например при строительстве судов.

В сварке на постоянном электротоке различают 2 способа подключения:

1. С прямой полярностью. Отрицательный полюс (катод) подключается к электроду, положительный (анод) — к заготовке.
2. С обратной полярностью. Анод подключают к расходнику, катод — к заготовке.

Различие токов.

Строение и зона анодного пятна

В структуре дуги различают 3 участка:

1. Катодное пятно. Является местом разгона и эмиссии электронов, имеет отрицательный заряд. Размер этой зоны — примерно 1 мкм (0,001 мм). Здесь выделяется 38% тепла, падение напряжения составляет 12-17 В.
2. Столб дуги. Имеет нейтральный заряд, поскольку положительные и отрицательные частицы присутствуют в равных количествах. Средняя длина — 5-10 мм. В этом участке выделяется 20% тепла, теряется 2-12 В.
3. Анодное пятно. Бомбардируется электронами, что придает ему вогнутую форму (кратер). Протяженность этой зоны составляет 10 мкм. Выделяется 42% тепла, теряется 2-11 В.

Строение и свойства электрической сварочной дуги.

Электроды по алюминию для инверторной сварки

Логично, что электроды по алюминию для инверторной сварки будут специального назначения

И их важно правильно подобрать. Выбирая сварочные электроды для алюминия, нужно помнить одно простое правильно

Соответственно, померяв толщину металла на заготовках – вы получаете необходимый диаметр электродов, который нужно купить. Обычно популярные электроды в диапазоне диаметров 3 – 5 мм

Еще одну вещь важно помнить при покупке электродов

Но если уж ими придется воспользоваться – нужно купить их в 2 – 3 раза больше, чем на такую же длину швов вы покупали бы стальных электродов.

Существуют самые разнообразные марки электродов для сварки алюминия. Но мы не будем сейчас вдаваться в подробности относительно химических составов и т.д., так как статья ориентирована на практиков, поэтому сразу хотим отметить, что высокой популярностью пользуются электроды для сварки алюминия инвертором с наименованием Unitor ALUMIN-351N.

После того, как определились с выбором электродов, переходим непосредственно к работе.

Сварка алюминия электродом в домашних условиях, основные моменты

Для успешной сварки алюминия в домашних условиях важно убедиться что толщина металла не менее 2 миллиметров. Если меньше – тоже можно попробовать, но скорее всего без навыка и спец оборудования сделать правильный шов будет крайне сложно

Сварка алюминия электродом в домашних условиях начинается с подготовки кромок свариваемых деталей

В тех местах, где планируется выполнить соединение, важно тщательно зачистить поверхности, полностью удалив всю грязь и жир. Не лишним будет протереть поверхности растворителем или обезжиривающим средством (не критично но есть легенда что это помогает)

Если свариваемые детали имеют толщину больше 3мм – необходимо сделать V-образную канавку под углом 60 градусов в местах будущих швов. При этом воздушный зазор должен быть в пределах 1 – 3 мм. Сварка алюминия электродом деталей разной толщины требует того, чтоб более тонкий металл был плотно зафиксирован на детали с толстым металлом.

Определившись сварка алюминия каким электродом выполняется, подготовив детали, важно установить положительную полярность на вашем сварочном аппарате и переключится на постоянный ток. Это уж очень важный момент

Непосредственно перед сваркой литых или крупных деталей, обязательно прогревайте заготовки до 300 градусов. В процессе сварки алюминия электродами инверторной сваркой, держите электрод под небольшим углом наклона или вертикально относительно заготовки. Конец электрода перемещайте по направлению шва.

Предпочтительное положение сварки – нижнее

Важно – сварочную дугу держите в коротких промежутках, не допуская перегрева и расплавления деталей. Сварка алюминия электродом выполняется максимально быстро

После обрыва дуги необходимо очистить поверхность металла от корки шлака и продолжать сварку. Каждым следующим валиком нужно перекрывать предыдущий приблизительно на 8 – 10 мм. По завершению сварки шов нужно очистить от шлаков и промыть водой.

В процессе сварки следите за прогревом заготовок, так как алюминий очень легко перегреть и испортить материал или детали.

Упомянутые электроды для сварки алюминия инвертором Unitor ALUMIN-351N важно хранить в защищенном от влаги месте. Они быстро поглощают влагу из воздуха, поэтому выполняя работы в помещении с высокой влажностью или на улице в сырую погоду – старайтесь брать минимальное количество электродов с собой, чтоб не испортить всю пачку (это уже соображения по экономии денег)

В целом, как вы наверняка заметили – сварка алюминия электродом в домашних условиях вполне решаемая задача.

Влияние величины скорости на конфигурацию шва

С увеличением величины скорости сварки происходит уменьшение ширины шва. Глубина провара сначала имеет тенденцию увеличиваться, а потом начинается ее снижение.

Компенсация осуществляется увеличением значения силы тока. При высоком значении скорости сварки возможно образование подрезов свариваемого шва, причем с обеих сторон. Это объясняется прогревом, недостаточным для получения качественного шва.

При большой толщине металла имеет смысл сваривать его неширокими швами, обеспечив при этом высокую скорость. Медленная сварка может способствовать появлению в металле дефектов в виде пор.

Постоянный ток

Электрический ток может быть постоянным или переменным.

Постоянный электрический ток протекает по замкнутой цепи всегда только в одном направлении.

Условно принято:

— внутри источника постоянного тока ток направлен от зажима со знаком минус (–) к зажиму со знаком (+);
— во внешней цепи ток направлен от плюса к минусу.

Постоянный ток получают при помощи аккумуляторов, генераторов, выпрямителей.

В соответствии с законом Ома для цепи постоянного тока: сила тока I прямо пропорциональна напряжению U и обратно пропорциональна сопротивлению R:

I = U / R

Таким образом:

— если напряжение в цепи увеличится (уменьшится) в несколько раз, а сопротивление останется неизменным, то во столько же раз увеличится (уменьшится) сила тока;
— если сопротивление в цепи увеличится (уменьшится) в несколько раз, то при постоянном напряжении во столько же раз уменьшится (увеличится) сила тока.

Режимы ручной дуговой сварки

К основным характеристикам относятся:

• диаметр электрода;
• скорость работы;
• уровень напряжения;
• направление тока и его полярность;
• сила тока.

К второстепенным характеристикам относят следующее:

• состав и толщина покрытия электрода;
• уровень подогрева заготовок;
• положение изделия в пространстве;
• наклон электрода.

Подбор диаметра электрода

При выборе толщины электрода учитывают множество факторов.

Существует определённое соотношение толщины металла к диаметру электрода при выполнении работы в нижнем положении.

Толщина свариваемых заготовок, мм	Диаметр электрода, мм
1,4	1,5
2	2
3	2-3
4-5	3-4
6-8	3-4
9-12	4-5
13-15	4-5
16-20	5-6

Также выбор можно проводить, опираясь на марку свариваемого сплава. Например, для соединения изделий из чугуна рекомендуется использовать электроды диаметром 2-3 миллиметра. Это уменьшит уровень тепла, поступающего в свариваемую конструкцию, и гарантирует образование валика небольшого сечения.

Примерная стоимость 3-миллиметровых электродов на Яндекс.маркет

Ещё одним важным фактором является наличие разделки кромок. Если такая предварительная работа проводилась, тогда наложение первого слоя осуществляется 3-миллиметровыми электродами, невзирая на марку используемого металла. При таком подходе использование электродов большой толщины может привести к возникновению ряда трудностей: непровар заготовок, зашлаковывание сварочного шва. Дальнейшая работа проводится электродом большей толщины (4-5 мм).

Примерная стоимость 4-миллиметровых электродов на Яндекс.маркет

Необходимо учитывать тип свариваемого соединения. Если проводить стыковое соединение, тогда нужно руководствоваться описанными выше правилами подбора. Если необходимо сварить угловые, тавровые или нахлёсточные соединения, тогда возможны два варианта:

• первый – сварку проводят в определённое количество слоёв, тогда для первого слоя берутся электроды толщиной 2-3 мм для более глубокой проварки и высокой крепости шва;
• второй – работа проводится в один заход, толщина электрода будет зависеть от толщины заготовок и может варьироваться от 2 до 6 мм.

Сила сварочного тока

При расчёте силы сварочного тока необходимо брать в расчёт диаметр используемого электрода.

Для расчёта применяется формула:

I=K*D, где:

• I – сила тока;
• D – диаметр электрода;
• K – специальный коэффициент.

Возможные изменения специального коэффициента представлены в таблице.

Диаметр электрода, мм	Значение коэффициента, А
1-2	25-30
3-4	30-45
5-6	45-60

Нужно помнить, что если установить слабый ток, тогда сварочная дуга не будет устойчивой, а сам шов проварится не полностью, что может привести к появлению трещин. В то же время повышенная мощность приведёт к ускоренной расплавке электрода и появлению брызг, что негативно отразится на качестве шва.

Напряжение на дуге

Напряжение дуги изменчиво и находится в зависимости от её длины. Чем больше длина дуги, тем больше её напряжение, соответственно, расходуется больше тепла для плавки электрода и металлических деталей. Из-за этого сварной шов получается шире, в то время как высота усиления и глубина провара сокращаются.

Кроме того, напряжение дуги может варьироваться от 18 до 45 В в зависимости от используемого электрода и заданной силы тока.

Чтобы избежать вышеперечисленных неудобств, необходимо скорее опускать вниз электродержатель с электродом.

Скорость сварки

Необходимо поддерживать оптимальную скорость сварки, чтобы избежать переполнения сварочной ванны, и не возникали натёки на основной металл.

Толщина образуемого шва должна быть шире электрода в 2 раза.

Идеальным считается шов шириной 9-14 мм с глубиной, не превышающей 6 мм. Для достижения такого результата необходимо проводить работу со скоростью 35-40 м/ч.

Род и полярность тока

Чаще всего при проведении сварочных работ используют постоянный ток. При таком токе прямой полярности возможно соединить крупные и толстые детали. Это возможно из-за того, что на свариваемый металл приходится большее количество тепла. Обратную полярность применяют для соединения тонкого металла, чтобы избежать прожога.

Сварка переменным током практически не применяется из-за её слабой мощности. При проведении работ таким способом производительность снижается на 15-20% по сравнению с постоянным током обратной полярности.

Как подобрать силу тока | Setting the Amperage on Arc Welding Equipment — Территория сварки

Регулировка в сварочных инверторах

Такие агрегаты характеризуются лучшими рабочими параметрами, компактными размерами. Силу тока в этих аппаратах регулируют, меняя частоту генератора. При снижении этого параметра уменьшается передаваемая обмотке мощность.

Ручка регулятора располагается на передней панели аппарата. Вращением ручки изменяют параметры работы генератора. В результате сварочная дуга приобретает нужные характеристики. Инверторные аппараты настраивают так же, как ручные.

Помимо регулировочной ручки, управляющий блок инвертора снабжается дополнительными средствами защиты и настройки. Они помогают поддерживать устойчивую дугу, делают сварку безопасной.

Устройство инверторного сварочного аппарата.