10.10 Режимы ручной дуговой сварки

Режим сварки включает основные и дополнительные показатели. Основные показатели ручной дуговой сварки являются необходимыми и включают: диаметр электрода, величина сварочного тока, напряжение дуги и скорость сварки.

Дополнительные показатели являются достаточными и включают: род и полярность сварочного тока, температуру нагрева свариваемого металла, положение электрода в процессе сварки по отношению к свариваемому металлу, тип и марка электрода.

Перед началом разработки технологического процесса выполнения сварочных работ производится определение двух основных показателей: диаметр электрода и величина сварочного тока.

Диаметр электрода выбирают в зависимости от толщины свариваемых заготовок (таблица 10.3):

Таблица 10.3 – Диаметр электрода в зависимости от толщины заготовки

Толщина,мм S	1-2	3-5	4-10	12-24	30 и более
Диаметр электрода, мм – dэ	2-3	3-4	4-5	5-6	6-8

Выбор величины сварочного тока производят с учетом диаметра, типа и марки электрода, положения сварочного шва в пространстве, химического состава и толщины свариваемого металла.

Предварительно определяют величину сварочного тока по следующей эмпирической зависимости:

I = k d_э , А (10.1)

где: I-величина сварочного тока , А

к- коэффициент пропорциональности , А/мм

d_э- диаметр электрода , мм

Значение коэффициента k для сварки малоуглеродистой стали металлическими электродами принимают (40-50) а/мм, легированных и высоколегированных сталей (25-40) а/мм, угольным электродом (5-8) а/мм, графитовым электродом (18-22) а/мм.

С увеличением толщины свариваемых заготовок соответственно увеличивается и величина сварочного тока.

Величина сварочного тока, а также выбор марки электрода должны учитывать положение сварочного шва в пространстве на момент его выполнения. Так, если сварочный шов выполняется в потолочном положении, то жидкий металл в сварочной ванне удерживается только силами поверхностного натяжения, а перенос металла от электрода к сварочной ванне осуществляется под воздействием так называемого "дутья дуги", т.е одновременно протекающей совокупности процессов транспортировки каждой капли от электрода к жидкому металлу сварочной ванны.

Если же величина сварочного тока будет меньше оптимальной, то сварочная дуга будет неустойчива, а, следовательно, и процесс сварки будет затруднен. Кроме этого, как показывает опыт практического выполнения сварки, резко увеличивается вероятность получение непровара в металле сварочного шва, способствуя увеличению брака.

При правильно выбранном соотношении между диаметром электрода и величиной сварочного тока плавление электродного стержня будет опережать плавление покрытия электрода.

В этом случае, движение газов будет направленное – в сторону движения капель металла в сварочную ванну, что положительно сказывается на формировании и необходимой защите металла сварного шва.

Величина сварочного тока, определяется предварительно по эмпирической зависимости, затем корректируется в зависимости от конкретных условий выполнения данного сварного соединения.

Так, для электродов с покрытием, содержащим газообразующие вещества для защиты жидкого металла сварочной ванны, величина сварочного тока уменьшается на 30-40 % по сравнению с электродами, покрытие которых содержит шлакообразующие вещества.

Кроме этого, в обязательном порядке производится корректировка сварочного тока в зависимости от положения сварного шва в пространстве.

Например, если величину сварочного тока, назначенную для сварных швов в нижнем положении принять за основную, т.е определяющую, то при сварке различных швов на вертикальной плоскости эта величина уменьшается на 5-10 %, а для потолочных швов - на 10-15 %, иногда в труднодоступных местах - до 20 %.

Конечно, это снижает производительность процесса сварки, но позволяет поддерживать на требуемом уровне качество сварного шва.

Длина дуги должна быть не более L=1,1d_э, где d_э - диаметр электрода.

Напряжение дуги определяют по справочным данным или сертификатам на используемые электроды.

Процесс сварки характеризуется следующими показателями:

а) коэффициент расплавления

Qр•3600

 р = г/Ач (10.2)

I_св•t

б) коэффициент наплавки

Qр•3600

 н = г/Ач (10.3)

I_св•t

в) коэффициент на угар и разбрызгивание

Qр-Qн

 = •100% , (10.2)

Qр

где: Qр - масса расплавленного металла, г

Qн - масса наплавленного металла, г

t - время горения дуги, с

I_св - сварочный ток, А

Массу расплавленного металла Qр принимают равной массе израсходованной части электродного стержня, определяемой по формуле:

Qр= q_ст (l₀-l₁), г где:

q_ст - масса 1 погонного сантиметра электродного стержня,

l₀, l₁ - соответственно, длина электрода первоначальная и оставшаяся после сварки, см.