Что представляет собой дуговая сварка и когда она используется

Современная сварка дуговая – процесс, при котором соединение двух металлических деталей осуществляется посредством специального электрода и электрической высокотемпературной дуги. Метод этот популярный, используется чаще остальных.

Схема ручной электродуговой сварки.

Разновидностей процесса несколько:

• ручная дуговая сварка, которая применяется чаще остальных;
• металлическая дуговая сварка по ручному методу;
• металлическая дуговая сварка, выполняемая в особой защитной атмосфере.

Технология процесса не столь сложная, хотя и требует от мастера наличия определенного опыта. Во время включения оборудования к рабочему участку подводится ток, при зажигании дуги электрод и поверхность детали нагреваются, начинают плавиться. Схема процесса:

Таблица режимов дуговой сварки.

• изделие, которое подлежит процессу сваривания;
• сварочная ванна с необходимой глубиной;
• кристаллизировавшийся шов, который остается после соединения;
• шлак на верхней части шва;
• от электрода к ванне во время работы направляются капли расплавленного металла;
• работа осуществляется при наличии постоянного или переменного тока.

Размеры сварочной ванны могут быть различными, но необходимо помнить, что оптимальными являются следующие: длина – в диапазоне 10-30 мм, ширина – около 8-15 мм, глубина – около 6 мм, но не больше. Размеры важно соблюдать в точности, в противном случае возможен прожиг изделия или плохой провар. В обоих случаях качество соединения будет плохим и непрочным.

После работы образовывается шов из наплавленного металла, он защищает место соединение от негативного воздействия кислорода. Для усиления защиты во время работы часто используется специальная газовая защитная среда, например, кислородная, аргонная и прочие варианты. Шлак и окалина обычно снимаются легким постукиванием. В процессе работы необходимо следить за своими движениями, за состоянием обрабатываемого металла, расходом рабочего электрода.

Читайте также:

Как выглядит график плавления меди.

Способы использования припоя.

Об аппаратах для точечной сварки читайте здесь.

Способы зажигания дуги

Схема аргоно-дуговой сварки алюминия.

Для зажигания дуги необходимо быстрым и легким движением прикоснуться к поверхности детали. Ток, который протекает через электрод, становится причиной короткого замыкания, появляется контактное сопротивление, и зажигается дуга. Конец рабочего электрода нагревается быстро, начинает плавиться, одновременно с этим на поверхности детали образуется так называемая сварочная ванна, в которой металл расплавляется.

Чтобы процесс был четким и правильным, необходимо от поверхности изделия электрод держать на расстоянии в 4-5 мм. Если не соблюдать это условие, то дуга не появится. Зажигание проводится путем прямого отрыва рабочего электрода от детали, можно использовать скользящее движение, т. е. «чиркнуть» по металлу.

Вести появившуюся дугу следует так, чтобы кромки плавились на необходимую глубину, т. е. сварочная ванна обеспечивала все условия для соединения двух металлических деталей. Важно сразу выбрать направление движения, скорость и придерживаться их во время работы. Электронно-лучевая сварка, которая используется в промышленных условиях, в отношении опыта более простая.

Правила перемещения электрода

Основные виды траекторий поперечных колебаний конца электрода.

При сварке необходимо в точности соблюдать все правила перемещения электрода, так как именно от этого зависит качество сварного шва, его проплавление на нужную глубину. Во время работы можно передвигать электрод в трех направлениях:

1. Сначала совершается поступательное движение по оси используемого электрода, длина дуги при этом должна быть равна 0,5-1,2 от диаметра электрода, чтобы не ухудшить формирование шва, не создать условия для замыкания.
2. Далее электрод двигается вдоль оси образовавшегося валика, скорость передвижения рассчитывается исходя из диаметра электрода, силы тока, скорости плавления и прочих факторов. Если поперечных движений не делать, то шов получится ниточного типа с шириной в полтора диаметра. Этот метод хорош для тонких листов, для корневого шва.
3. Перемещение поперек шва для создания нужной глубины проплавления, ширина шва – 1,5-5 диаметров.

Все движения рабочими электродами можно разделить на:

• А, Б, В – зигзагообразные движения при слабом прогреве всех кромок;
• Е, Ж – петлеобразные движения при сильном прогреве;
• Г, Д – при зигзагообразном движении и умеренном прогреве;
• З, И – с прогревом одной кромки, движения идут зигзагообразные, но разного типа;
• К – петлеобразное сложное движение с прогревом корневого шва.

В промышленных условиях все чаще предпочтение отдают несложному дуговому процессу, а такому методу, как электронно-лучевая сварка.

Техника сварки в различных положениях

Схема сварки покрытым металлическим электродом.

Дуговая сварка может проводиться в любых положениях в пространстве. От этого зависит ее качество, положение шва. Сегодня различаются такие варианты положения:

• потолочное при 120-180°;
• вертикальное при 60-120°;
• нижнее положение при 0-60°.

При использовании сварки в нижнем положении сложно проследить, чтобы не произошел прожиг и полное проплавление сечения. Проблемой является и непровар ванны, ее удержание на требуемом уровне. Поэтому при использовании пространственного положения необходимо применять такие методы:

• сварка с наложением подварочного шва;
• работа со стальной остающейся подкладкой;
• работа с подкладкой из меди, которая затем убирается;
• с последующей вырубкой непровара при заварке корневого шва.

Угловые места в таком положении провариваются «в лодочку», т.е. под углом в 45°. При вертикальном положении проблему может составлять стекание металла, которое не дает проварить шов на необходимую глубину. Такие швы делают на подъем, но производительность в этом случае низкая. Если требуются точные и высококачественные работы, например, в промышленных условиях, то используется электронно-лучевая сварка.

Потолочное положение в исполнении сложное, удержать вытекание металла из ванны тяжело, поэтому ее размер уменьшают.

Это отрицательно сказывается на качестве и КПД. Можно использовать электроды меньшего диаметра, убрать слишком высокую силу тока. Производителями предлагаются особые электроды конкретно для такого типа пространственного положения.

Плюсы и минусы дуговой сварки

Схема процесса аргонодуговой сварки неплавящимся электродом.

Дуговая сварка применяется чаще остальных, она отличается надежностью и простой. Например, сварка электронно-лучевая может производиться только в промышленных условиях с использованием вакуумных камер. Из преимуществ дугового метода сварки необходимо отметить:

1. Работы могут проводиться даже в самых труднодоступных местах и любых пространственных положениях, что важно в промышленных условиях.
2. Есть возможность быстрого и плавного перехода между двумя свариваемыми поверхностями и различными материалами.
3. Марка стали принципиального значения не имеет, работы проводятся одинаково отлично, так как сегодня выпускается значительное разнообразие электродов.
4. Оборудование для сварки используется компактное, его легко можно перевозить. Электронно-лучевая сварка требует наличия особой вакуумной камеры, что влечет за собой трудности в использовании и невозможности сварочных работ в домашних условиях.

Есть и минусы дугового метода:

1. Условия сварки вредные, необходимо использовать специальную маску и защитные рукавицы (электронно-лучевая обработка таких недостатков не имеет).
2. На качество соединений влияние оказывает квалификация сварщика. Если нет должного опыта, то и сварочный шов получится плохим и непрочным.
3. КПД дуговой сварки находится на низком уровне, к примеру, электронно-лучевая обработка минимум на 10-15% эффективнее, но и процесс более сложен, требует специальных условий.

Дуговая сварка представляет собой разновидность сварочного процесса, при котором соединение двух деталей осуществляется при помощи электрической дуги. Такой метод простой, характеризуется своими преимуществами и недостатками.