Как пользоваться электродуговой сваркой

Дуговая сварка Виды и способы сварки

Дуговая сварка является популярной технологией соединения металлических изделий. Ее изобрели больше 100 лет назад, но активно применяют до сих пор. Метод характеризуется высокой производительностью и универсальностью, поэтому он активно используется при обработке разных типов металлов.

Дуговая сварка

Общее описание и свойства технологии

Электродуговая сварка предусматривает применение большой силы тока с невысоким напряжением. Оно подается как на электрод, так и на обрабатываемую заготовку, в результате чего происходит формирование электрической дуги. Ее температура достигает 5 000° C, что приводит к расплавлению кромок металлических деталей.

При одновременном плавлении электрода и заготовки образуется сварочная ванна, где протекают ключевые процессы сварки. Взаимодействие металла электрода с соединяемым изделием способствует появлению шлака. Он постепенно поднимается на поверхность сварочной ванны и создает защитное покрытие.

Технология предполагает использование 2 типов электродов:

  1. Неплавящихся.
  2. Плавящихся.

Первые формируют сварной шов с помощью специальной присадочной проволоки, которая подается в зону действия дуги. Последние могут создавать шов без дополнительных присадок.

Для сохранения устойчивости дуги к рабочим элементам добавляют натрий, калий или другие присадки с повышенной ионизацией.

Чтобы предотвратить окисление сварного шва, задействуют такие газы:

  1. Гелий.
  2. Аргон.
  3. Углекислый газ.

Для электродуговой сварки подходит как переменный, так и постоянный ток. Однако последний тип считается более востребованным, поскольку он сокращает интенсивность разбрызгивания расплавленных частиц.

Свойства технологии

Разновидности электродуговой сварки

Классификация осуществляется с учетом нескольких факторов.

В зависимости от способа защиты сварочной ванны от окружающих воздействий выделяют такие разновидности:

  1. Газовая.
  2. Шлаковая.
  3. Газошлаковая.

По степени автоматизации технология бывает ручной, механизированной или автоматической.

Ручной метод

Ручная дуговая сварка покрытыми электродами была изобретена в конце XIX в. российским ученым Николаем Бернардосом. С момента открытия прошло больше 100 лет, поэтому методика была усовершенствована и модифицирована. Сегодня сварщики используют не угольные электроды, а плавящиеся стержни.

Схема ручной сварки применяется как на предприятиях, так и в монтажных условиях. Это обусловлено ее доступностью и эффективностью. Кроме того, сварочное оборудование может функционировать без остановок до 10 часов в день.

Технологический процесс подразумевает ручное замыкание электрической дуги, которая расплавляет заготовку и стержень электрода.

Для получения тока используют такие устройства:

  1. Генераторы.
  2. Трансформаторы.
  3. Преобразователи.
  4. Другие приборы, подающие постоянный или переменный ток.

Ручной метод

Сварка осуществляется с помощью 2 кабелей (+ и -). 1 провод размещается на заготовке, а второй с держателем электрода — в руке специалиста. Полярность зависит от типа кабеля.

В качестве защиты сварочной ванны от атмосферных газов используются специальные составы, которыми пропитывается электрод. Под действием высоких температур покрытие выделяет газ и препятствует проникновению кислорода в зону действия дуги. При отсутствии обмазки процесс был бы невозможен.

Технология применяется в следующих сферах:

  1. В машиностроении.
  2. При обустройстве теплотрасс и магистралей газо- и водоснабжения.
  3. В производстве кораблей.
  4. При ремонтных работах на СТО.

С помощью ручной методики обрабатывают углеродистую сталь в любом положении. Если установить электрод с медным покрытием, это позволит сваривать чугун. Обработка рабочих элементов нержавеющей сталью подходит для сваривания легированных типов стали.

Автоматическая электродуговая сварка

Метод был открыт в 30-х гг. XX в. Его ключевые процессы, включая подачу проволоки и сохранение длины дуги, полностью автоматизированы.

Среди преимуществ способа выделяют:

  1. Высокую производительность.
  2. Минимальные потери электродов (до 2%).
  3. Надежную защиту рабочей зоны.
  4. Низкую чувствительность к появлению оксидов.
  5. Возможность проведения сварки без защитных приспособлений для глаз, поскольку дуга находится в закрытом состоянии.
  6. Низкую скорость остывания металла, что улучшает свойства металла шва.
  7. Отсутствие сложностей в получении базовых навыков.

Автоматическая электродуговая сварка

Однако принцип технологии имеет и недостатки. Они связаны с трудозатратами на производство и подготовку флюсов, а также рядом сложностей при корректировке положения дуги относительно свариваемой конструкции.

Автоматический способ применяется как в цехе, так и в монтажных условиях. Он подходит для соединения металлических основ толщиной от 1,5 до 150 мм.

Сварка в газовой среде

Такой способ отличается от привычного дугового метода введением в зону плавления защитных веществ, вытесняющих кислород, азот и прочие примеси, ухудшающие качество соединения.

Защитный газ позволяет получить чистое соединение и однородный шов, который соответствует всем требованиям ГОСТ. Диаметр поверхностей, которые можно обрабатывать таким методом, варьируется от 0,1 мм до нескольких десятков мм.

В качестве защитного вещества используют следующие типы газов:

  1. Инертные 1-атомные. К ним относятся аргон и гелий, которые не взаимодействуют с металлическими конструкциями и остаются безвредными для человека при правильном обращении.
  2. Активные 2-атомные. Вступают в связь с металлами и являются взрывоопасными. Среди них — азот, углекислый газ и водород.
  3. Смеси разных веществ. В большинстве случаев используется смесь аргона с другими газовыми наполнителями.

Плазменный способ

Плазменный (безэлектродный) метод сварки предусматривает использование ионизированного и нагретого газа — плазмы. Она состоит из смеси нейтральных молекул и электрически заряженных частиц, положительных ионов и электронов.

Плазменная сварка

При повышенной ионизации плазма получает высокую электропроводность и может применяться для различных способов обработки:

  1. Сварки.
  2. Резки.
  3. Пайки.
  4. Термообработки.

Помимо металлических поверхностей, плазменной технологией можно обрабатывать стекло и керамику.

Для получения рабочего вещества задействуют разные методики. Наиболее простой и распространенной считается нагревание газа в дуговом разряде.

Электрошлаковая сварка

ЭШС (электрошлаковая) предназначается для сваривания толстых образцов из алюминия, стали, чугуна, меди и металлических сплавов. Метод позволяет соединить заготовки большой толщины за 1 раз без необходимости настройки оборудования и удаления шлаков.

В процессе сварки можно использовать большие электроды или проволочные изделия малого сечения. Такой подход повышает КПД процедуры.

Под воздействием расплавленных флюсов образуются шлаки, которые проводят электричество. Они выделяют тепловую энергию, необходимую для предстоящей работы.

На начальном этапе происходит возбуждение электродуги между электродом и кромками металлических поверхностей. Высокая температура приводит к расплавлению флюса и формирует шлаковую ванну.

Электрошлаковая сварка

За счет электропроводности флюса горение дуги останавливается, но температура нагрева продолжает расти.

Принцип техники заключается в передаче тепловой энергии от шлаковой ванны к образцам.

Выбор электродов

Для дуговой сварки используют 2 типа электродов: плавящиеся и неплавящиеся. Представители первой группы применяются чаще. Они расходуются при сваривании и взаимодействуют с шовным материалом. Флюсовое покрытие электродов сгорает при возбуждении электродуги. В это время происходит выделение химически малоактивных газов, которые создают защитное покрытие над сварочной ванной.

Неплавящиеся электроды производятся из тугоплавкого металла (в большинстве случаев используется вольфрам). В отличие от плавких аналогов, они не расходуются в процессе сварки и предназначаются только для проведения тока к дуге. Защитная среда формируется с помощью газа и шланга.

Источники питания

Дуговая сварка предусматривает использование таких источников тока:

  1. Трансформаторы. Считаются устаревшим вариантом, преобразующим высокое напряжение в пониженное с пропорциональным увеличением силы тока.
  2. Выпрямители. Напоминают предыдущий тип, но оснащаются выпрямительным элементом.
  3. Инверторы. Являются современным источником тока, в котором переменный ток становится постоянным со стабилизированным напряжением. Работа аппарата не зависит от скачков напряжения в сети.
  4. Полуавтоматы. Роль источника питания выполняет инвертор. В конструкции прибора присутствует сварочная проволока, которая подается в зону действия с помощью специального устройства. Для получения защитной среды используется не флюс, а прямая подача газа.

Трансформаторы

Достоинства и недостатки

Метод электродуговой сварки обладает как достоинствами, так и недостатками.

К преимуществам технологии относят:

  1. Технологичность.
  2. Частичную или полную автоматизацию работы.
  3. Небольшую зону термического воздействия.
  4. Простоту регулировки процесса.
  5. Дешевизну расходных материалов.
  6. Высокую скорость сваривания деталей.

Список недостатков включает в себя:

  1. Необходимость предварительной подготовки образцов перед сваркой
  2. Энергозависимость.
  3. Необходимость применения источников питания (трансформаторов или преобразователей).

Процедура выполнения и схемы дуговой сварки

Процесс начинается с выбора пространственного положения электрода. Процесс может осуществляться в любом положении, но важно учитывать тип электрода, который используется для работы. Детали, которые отличаются быстрым плавлением, не способны сформировать шов.

Поэтому специалисты рекомендуют проводить сварку в нижнем и горизонтальном положении. Такой метод может освоить даже начинающий сварщик без опыта.

Дальше необходимо разобраться с типом и полярностью тока. Ручная сварка проводится как при постоянном, так и при переменном токе. Однако первый вариант отличается большей стабильностью.

Полярность определяется с учетом требуемой скорости плавления. При обратном значении и постоянном токе электрод будет плавиться равномерно и медленно. Некоторые элементы способны сохранять хорошую производительность при любой полярности.

svarkaved.ru
Добавить комментарий

Нажимая на кнопку "Отправить комментарий", я даю согласие на обработку персональных данных и принимаю политику конфиденциальности.

Adblock
detector