Сварка швов в различных пространственных положениях

Выборрежимаручнойдуговойсварки

Выбор режима ручной дуговой сварки сводится к следующему:

1. Необходимо, в первую очередь, выбрать диаметр электрода в зависимости от толщины свариваемого металла. Для этого существуют таблицы, которые трудно запомнить, поэтому практически поступают так:

- если толщина металла до 4 мм – диаметр электрода равен толщине;

- если толщина металла более 4 мм – диаметр электрода 4 – 6 мм.

На выбор диаметра, так же влияет пространственное положение шва при сварке. Так, например, при сварке вертикальных швов сверху – вниз и потолочных не рекомендуется использовать диаметр более 4 мм, так как при большем диаметре сила тока большая, что увеличивает объем сварочной ванны и вытекание из нее расплавленного металла. При сварке толстого металла, со скосом кромок, для коренного шва, во избежании непроваров, использовать электроды диаметром не более 3 мм, а при наложении последующих слоев можно использовать электроды и большего диаметра.

2. При выбранном диаметре, необходимо подобрать силу сварочного тока. Для этого можно использовать общую формулу I = K × D, где D – диаметр электрода; K – коэффициент, равный (40 – 60) А/мм; Коэффициент ближе к 40 выбирается при сварке легированных сталей, так как, чем более легирован стержень электрода, тем больше его сопротивление и больше вероятность его перегрева. Коэффициент ближе к 60 выбирается при сварке более высокоуглеродистых сталей, с целью более ускоренного введения тепла и меньшей ширины закалки зоны термовлияния. При сварке низкоуглеродистых конструкционных сталей, силу сварочного тока можно примерно определить, используя коэффициент 50, т. е I= 50 × D.

Для более точного определения силы сварочного тока, при сварке низкоуглеродистых конструкционных сталей, используется формула академика Хренова I = (20 + 6хD) × D.

Такой расчет производится при нижнем положении шва. При сварке швов в вертикальном и горизонтальном положении, силу сварочного тока уменьшают на 5 – 10%, а в потолочном на 10 – 15%, с целью уменьшения объема сварочной ванны и вытекания из нее расплавленного металла.

При сварке металла толщиной более 1,5 D_э, силу тока можно увеличить на 10 – 15% для большей производительности, не опасаясь прожогов.

3. Напряжение дуги можно определить, используя уже известную формулу U_д= а + B × L_д, где коэффициенты а = 10 B; b = 2 B/мм, а L_д– длина дуги. При расчетах следует считать, что L_д = D_э, так как в этом случае дуга считается короткой и которую следует применять при сварке.

4. Род и полярность сварочного тока выбирается в зависимости от вида покрытия электрода. Электроды с кислым, рутиловым и целлюлозным покрытием позволяют вести сварку как на переменном, так и на постоянном токе любой полярности. Электроды с основным видом покрытия устойчиво горят, лишь на постоянном токе обратной полярности и требуют его применения.

5. Оптимальную скорость сварки можно определить используя формулу

V = где Kн – коэффициент наплавки электрода, выбираемый по таблицам;

I – сила сварочного тока;

j –плотность стали равная 7,85 г/куб. см;

F – площадь поперечного сечения шва:

- для угловых швов F = ½ K × K K – катет;

- для стыковых швов F = 0,7 S × S S – толщина металла;

Практически, выбор режима сводится к следующему. Диаметр электрода должен быть выбран в соответствии с толщиной металла, до 4 мм толщины – равен толщине, а при большей – 4–6 мм.

О силе же тока судят по следующим признакам:

а) по степени выпуклости и устойчивости дуги:

- если швы получаются выпуклые, провар неглубокий, дуга малоустойчивая при изменении ее длины – сила сварочного тока мала;

- если швы получаются с вогнутой поверхностью, образуются подрезы, давление дуги на расплавленный металл повышенное – сила тока большая;

б) по звуку и тону, с каким горит дуга. При правильно выбранной силе тока, звук который издает дуга одного тона.

На изменение напряжения дуги сварщик будет влиять только в том случае, если длина дуги у него будет значительно меняться. А это – один из навыков определяющих квалификацию сварщика – умение поддерживать постоянную длину дуги.

Выбор рода и полярности тока зависит от вида покрытия электрода, толщины металла, теплоемкости свариваемого металла или сплава и других факторов.

Выбор оптимальной для данной толщины металла (диаметра электрода и других факторов) скорости сварки, так же один из навыков определяющих квалификацию сварщика.

Правильно подобранный режим сварки во многом определит качество шва, его механические свойства и производительность.

Элементырежимасварки.

Ихвлияниенаформуиразмершва

Под режимом сварки понимается совокупность факторов, обеспечивающих устойчивое протекание процесса сварки и получения шва заданного размера и формы.

Эти факторы являются элементами режима сварки и делятся на две группы.

I.ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ РЕЖИМА. Как раз и обеспечивающие устойчивость дуги, заданную глубину проплавления (Нпр) и ширину шва (В).

К ним относятся:

1. Диаметр электрода — Dэ

2. Сила сварочного тока —Iсв

3. Напряжение дуги — Uд

4. Род и полярность сварочного тока

5. Скорость сварки — Vсв

Эти элементы режима являются основными для всех дуговых способов сварки, будь то, ручная дуговая, полуавтоматическая или автоматическая.

II.ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ РЕЖИМА, которые вносят некоторое влияния на Нпр и В, но меньше влияют на устойчивость дуги. Их достаточно много и к ним можно отнести:

1.Вылет электрода — это расстояние от места токоподвода до конца электрода. При сварке плавящимся металлическим электродом, вылет будет уменьшаться, а при сварке неплавящимся, угольным или вольфрамовым, оставаться постоянным.

2.Наклон электрода при сварке, чем он меньше от вертикали, тем Нпр будет меньше. Максимальное проплавление будет наблюдаться при угле 10 — 15 градусов от вертикали. Сварка наклонным электродом возможна "углом вперед" и "углом назад", причем при сварке "углом назад" проплавление наблюдается большее.

3.Наклон шва, так как швы могут быть наклонные.

4.Начальная, перед сваркой, температура металла.

5.Шлакообразующие свойства покрытия электрода и др.

Рассмотрим, как влияет изменение того или иного элемента режима, на глубину проплавления Нпр и ширину шва В, при условии, что изменяется только рассматриваемый элемент режима. Остальные элементы остаются в это время постоянными.

Влияние основных элементов режима:

1.При увеличении диаметра электрода D_э, плотность тока в нем уменьшается, что вызывает уменьшение глубины проплавления Нпр и увеличения ширины шва В. Наоборот, уменьшение диаметра приводит к увеличению глубины проплавления (плотность тока повышается) и уменьшению ширины шва.

2.При повышении силы сварочного тока, глубина проплавления возрастает, но на ширину шва сила тока практического влияния не оказывает. При уменьшении тока, глубина проплавления понижается, но опять токи это не сказывается на ширине шва.

3.Повышение напряжения дуги, вызывает увеличение ширины шва, но на глубину проплавления оно, практически не оказывает влияния. Понижение напряжения, уменьшает только ширину шва.

4.Максимальное проплавление наблюдается при сварке на постоянном токе прямой полярности. Изменение полярности на обратную, уменьшает глубину проплавления на 40 — 50 %. При сварке на переменном токе, глубина проплавления меньше на 20 — 30%, по сравнению с обратной полярностью.

5. -При малых скоростях сварки, до 1м/ч, глубина проплавления небольшая. Это объясняется тем, что под действием давления дуги, на дне сварочной ванны образуется прослойка из расплавленного металла, препятствующая дальнейшему проплавлению. Швы получаются широкими, с неглубоким проваром.

-При оптимальных скоростях сварки, от 1,5 до 25м/ч, а скорость сварки устанавливает сам сварщик, в зависимости от толщины металлов, диаметра электрода и других факторов — глубина проплавления максимальная. За счёт большей скорости перемещения, жидкая прослойка дна сварочной ванны давлением дуги удаляется, что способствует большему проплавлению. Выбор оптимальной скорости, один из навыков определяющих квалификацию сварщика.

При дальнейшем повышении скорости варки, более 25 м/ч, глубина проплавления будет уменьшаться, так как все меньше будет вводиться тепла, а при скорости около 100 м/ч, происходит несплавление кромок, хотя процесс сварки будет идти стабильно.

Влияние дополнительных элементов режима:

1.При сварке плавящимся металлическим электродом вылет уменьшается, т. е длина стержня, а при этом и его электрическое сопротивление уменьшается. По закону Ома это вызывает повышение силы тока и увеличение глубины проплавления. При том ширина шва, практически, не меняется.

2.Для получения максимального проплавления и высокой производительности, сварка ведется наклонным электродом, отклонив его от вертикали на угол 10—15 градусов. При этом возможна сварка «углом вперед» и «углом назад». При сварке «углом назад», глубина проплавления будет несколько большая, так как давлением дуги, расплавленный металл будет вытесняться на образующий шов. Меняя угол наклона от вертикали можно несколько менять глубину проплавления, чем умело должен пользоваться сварщик.

3.Сварка наклонных швов возможна на «спуск» и «на подъём». При сварке «на подъём» наблюдается несколько большее проплавление, за счёт удаления жидкостей прослойки дна сварочной ванны не только давление дуги, но силой тяжести.

4. При сварке сталей недостаточной свариваемости используют предварительный подогрев. Температура металла до 200 градусов, не влияет на глубину проплавления и ширину шва. Повышение начальной температуры, вызывает увеличение, как глубины проплавления, так и ширины шва.

5. Электроды с основным видом покрытия более склонны к «длинным» шлакам, более тугоплавким, медленнее затвердевающим. Это способствует замедленной кристаллизации сварочной ванны, более широким и более гладким швам.

Техникаручнойдуговойсварки

1)Для того, чтобы начать сварку, необходимо возбудить дугу одним из способов:

- «чирканьем» или «спичкой», когда электрод своим концом проводится по поверхности металла;

- «постукиванием», когда электрод постукивается о поверхность металла;

В это время конец электрода, за счет которого замыкания нагревается для последующей, при возбуждении дуги термоэлектронной эмиссии и ионизации.

2)После возбуждения дуги, необходимо установить ее определенную длину и поддерживать ее как можно более постоянной, так как это один из навыков определяющих квалификацию сварщика. По длине, дуга может быть короткой и длинной. Короткой считается дуга до диаметра, применяемого при сварке электрода. Желательно с начала практического обучение приобретать навык поддержания длины дуги 2-3 мм. Более диаметра применяемого электрода дуга считается длинной.

3)В это же время, надо электрод установить наклонно, под углом 10-15 градусов от вертикали для максимального проплавления и начать его перемещать в направлении сварки «углом вперед» или «углом назад». При этом будет получаться шов в виде валика или шнура уложенного в кромки.

4)Различают узкий и уширенный валики. Узким считается валик шириной до 1,5 диаметра применяемого при сварке электрода. При его наложении сварщик совершает два движения:

- поступательно вниз, по мере расплавления электрода и скорости его плавления;

- поступательно в направлении сварки.

Уширенным считается валик шириной от 2 до 4 диаметров применяемого при сварке электрода. Большую ширину использовать не рекомендуется, так как необходимо, чтобы на ширине шва сварочная ванна находилась в расплавленном состоянии, иначе поверхность шва получится не гладкой и не ровной. При наложении уширенного валика к предыдущим двум движениям добавляется третье – колебательное концом электрода, той амплитуды, которую требует ширина шва.

Виды колебательных движений самые разнообразные. К наиболее широко применяемым относятся:

«ёлочкой»: «полумесяцем вперед»; «полумесяцем назад»; «спиралью» - их применяют при

V- образном скосе кромок, когда толщина металла до 20 мм. На кромках при изменении направления движения следует задерживаться, а корень шва проходит более ускоренно.

«одной петлей»; «двумя петлями»; «накидом» - при более толстом металле со скосом кромок, т.к. при совершении петель приходится больше задерживаться на кромках проплавляя их.

«треугольником»; «двойной спиралью» - можно использовать при толщине более 4 мм без скоса кромок, когда тепло концентрируется в середине кромок.

«накидом в одну сторону» - применяется при сварке деталей разной толщины. Накид производится на большую толщину для большего ее проплавления.

Чем большим числом колебательных движений владеет сварщики способен их использовать в различных ситуациях, тем выше его квалификация.

Сварка швов в различных пространственных положениях

Для того чтобы меньше возникало трудностей связанных с вытеканием расправленного металла из сварочной ванны, желательно соединения располагать, так чтобы швы были в нижнем положении. Но не всегда его можно обеспечить. Да и в нижнем положении, при сварке угловых швов, когда одна из кромок расположена вертикально, а другая горизонтально, возникает трудность, так как наблюдается стекание металла с вертикальной кромки на горизонтальную. При этом образуется неравномерность катета, на горизонтальной – меньший, на вертикальной - больший. На вертикальной кромке часто образуются подрезы, на горизонтальной - наплывы. Для избежания этого, сварку лучше вести в положении «в лодочку». Но не всегда можно обеспечить это положение и приходится вести сварку, когда одна из кромок расположена вертикально, а другая – горизонтально. При этом рекомендуется следующая техника сварки.

- если катет углового шва до 8 мм, его можно выполнить за один проход, используя петлеобразные колебательные движения. При этом дугу следует возбудить на горизонтальной кромке в точке А(смотри опорный конспект), иначе возможны наплывы и шлаки в шве. Электрод должен быть расположен под углом 45 градусов к деталям и во время совершения петлеобразных движений менять его для проплавления кромок.

-если катет углового шва более 8 мм, рекомендуется использовать многопроходные швы, накладывая слои, после отбивки шлака друг на друга снизу вверх, добиваясь необходимого размера катета.

При сварке вертикальных швов, также происходит вытекание расплавленного металла из сварочной ванны, под действием силы тяжести. Для того чтобы уменьшить

- сварочный ток необходимо уменьшить на 5-10 % по сравнению с нижним положением, а диаметр электрода использовать не более 4 мм. Этим самым уменьшиться объём сварочной ванны и расплавленный металл будет быстрее переходить в твердое состояние.

- сварку вести короткой дугой, поддерживая каплю расплавленного металла от стекания «козырьком» на конце электрода.

Сварка вертикальных швов возможна в двух направлениях: снизу – вверх и сверху - вниз.

Сварка снизу-вверх более проста по технике исполнения, так как образующийся внизу шов создает препятствие для стекания расплавленного металла и опытные сварщики могут использовать диаметр электрода до 5 мм.

Сварка снизу-вверх более производительна, но более трудна по технике исполнения, так как металл поддерживается от стекания только «козырьком» электрода

Электрод, при обоих вариантах, сначала располагают вертикально к кромкам, для получения большего проплавления, а затем наклоняют на угол 15 градусов , поддерживая каплю от стекания и отводят несколько в сторону давая возможность сварочной ванне перейти в твердое состояние.

При сварке горизонтальных швов, следует пользоваться теми же рекомендациями, что и при сварке вертикальных швов:

- уменьшить сварочный ток на 5-10 %;

- выбрать диаметр электрода не более 4 мм;

- сварку вести короткой дугой;

- и кроме того, скос кромки сделать только у верхней детали, а нижней нескошенной кромкой, препятствовать стеканию.

При толщине металла до 8 мм, шов можно выполнить за проход, используя колебательные движения в виде спирали . При сварке более толстого металла рекомендуется использовать многопроходные швы, накладывая слои друг на друга снизу-вверх.

При сварке потолочных швов, расплавленный металл еще более интенсивно вытекает из сварочной ванны, поэтому сверху следует вести очень короткой дугой, опирая «козырек» на кромки. Следует уменьшить сварочный ток на 10-15 мм, по сравнению с нижним положением и использовать диаметр электрода 3 мм, а для опытных сварщиков 4 мм. Применять сварку швов в потолочном положении следует только в том случае, когда другое пространственное положение не возможно, так как шлаки и газы образующие при плавлении покрытия электрода перемещаются вверх и в корне шва образуются дефекты (шлаки и поры), снижающие механические свойства соединения.

Для сварки швов в различных пространственных положениях должны применяться электроды с толстым и особо толстым покрытием, образующие при горении дуги «козырек», препятствующий короткому замыканию между стержнем и металлом и которым поддерживают металл от стекания. Сварку швов в различных положениях следует вести непрерывно, не обрывая дуги. Пользоваться периодическими короткими замыканиями не рекомендуется, ввиду непроваров и зашлаковывания.

Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 3234; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!