Ручная электродуговая сварка

Цель работы: Изучение технологии ручной электродуговой свар­ки. Определение режимов сварки и коэффициентов расплавления, наплавки и потерь электродного материала.

Оборудование и принадлежности:

1. Набор электродов двух различных марок.

2. Сварочные посты постоянного и переменного тока.

3. Пластины из малоуглеродистой стали.

4. Секундомер.

5. Весы.

6. Штангенциркуль, линейка, набор слесарного инструмента.

7. Инструкция по технике безопасности.

Содержание и методика выполнения работы

Сущность ручной электродуговой сварки состоит в том, что расплавление основного металла и электрода происходит за счет горения сварочной дуги, обладающей высокой температурой (до 4000…6000°С). Электродное покрытие, нанесенное на металличе­ский стержень электрода, необходимо для повышения устойчивости горения дуги, образования комбинированной газошлаковой защиты расплавленного металла, а также его легирования и рафинирова­ния, что способствует повышению качества сварного шва. Электро­ды имеют две характеристики – тип и марку (этот вопрос подробно описан в лабораторной работе №2 «Сварочные материалы»).

Режимы сварки – под режимом сварки понимают совокуп­ность основных характеристик сварочного процесса, обеспечи­вающих получение сварного шва заданных размеров и формы. При разработке технологии ручной дуговой сварки выбирают мар­ку электрода, диаметр электрода (d_Э), сварочный ток (I_CB), напря­жение дуги (U_Д), скорость перемещения электрода вдоль свари­ваемых кромок (V_CB), род тока и его полярность.

Параметры режима ручной дуговой сварки

Основные	Дополнительные
Сварочный ток Напряжение дуги Скорость сварки Род и полярность тока	Положение шва в пространстве Число проходов Температура окружающей среды

Сварочный ток устанавливают в зависимости от диаметра электрода, а диаметр электрода выбирают в зависимости от тол­щины свариваемого изделия:

Толщина металла, мм	1…2	3	4…5	6…8	9…12	13…14	16 и более
Диаметр электрода, мм	1,5…2	3	3…4	4	4…5	5	6

Ориентировочный расчёт сварочного тока:

Диаметр электрода dЭ = 3…6 мм	Диаметр электрода dЭ < 3 мм
ICB = (20 + 6d)dЭk	ICB = 30dЭk
где k=1 (нижний шов), k=0,9 (вертикальный шов), k=0,8 (потолочный шов)

При увеличении диаметра электрода и неизменном сварочном токе плотность тока уменьшается, что приводит к блужданию дуги, уве­личению ширины шва и уменьшению глубины провара. Чем боль­ше диаметр электрода, тем меньше допускаемая плотность тока, так как ухудшаются условия охлаждения.

Допускаемая плотность тока (А/мм²) в зависимости от покрытия электрода:

Вид покрытия	Диаметр электрода, мм
	3	4	5	6
Кислый, рутиловый	14…20	11,5…16	10…13,5	9,5…12,5
Основный	13…18,5	10…14,5	9…12,5	8,5…12,5

Напряжение на дуге зависит от её длины. Оптимальная дли­на дуги выбирается между минимальной и максимальной. Длинную дугу применять не рекомендуется:

Минимальная длина дуги	Максимальная длина дуги
LД = 0,5dЭ	LД = dЭ + 1
где dЭ – диаметр электрода, мм; LД – длина дуги, мм

Скорость сварки выбирается так, чтобы сварочная ванна за­полнялась электродным металлом и возвышалась над поверхно­стью кромок с плавным переходом к основному металлу без под­резов и наплывов.

Род и полярность сварочного тока выбирается в зависимости от назначения электродов и вида покрытия:

Постоянный ток
Прямая полярность: (-) на электроде, (+) на изделии	Сварка с глубоким проплав-лением основного ме­талла. Сварка низко- и среднеуг­леродистых и низколеги­рованных сталей толщи­ной 5 мм и более. Сварка чугуна
Обратная полярность: (+) на электроде, (-) на изделии	Сварка с повышенной ско­ростью плавления элек­тродов. Сварка низколегирован­ных, низкоуглеро-дистых сталей (типа 16Г2АФ), средне- и высоколегиро­ванных сталей и сплавов. Сварка тонкостенных лис­товых конструкций. Сварка электродами с основным видом покрытия (УОНИ-13/45, УОНИ-13/55 и др.)
Переменный ток
Сварка низкоуглеро­дистых и низколеги­рованных сталей (ти­па 09ГС) в строительно-монтажных условиях электрода­ми с рутиловым по­крытием. Сварка при возник­новении магнитного дутья. Сварка толстолисто­вых конструкций из низко-углеродистых сталей

Влияние сварочного тока, напряжения дуги

и скорости сварки на форму и размеры шва

С увеличением сварочного тока глубина провара увеличи­вается, ширина шва почти не изменяется.

С повышением напряжения ширина шва резко увеличивает­ся, а глубина провара уменьшается. Это важно учитывать при сварке тонкого металла. Несколько уменьшается и выпуклость (усиление) шва. При одном и том же напряжении ширина шва при сварке на постоянном токе (особенно обратной полярности) значи­тельно больше, чем ширина шва при сварке на переменном токе.

С увеличением скорости сначала глубина провара возрас­тает (до 40…50 м/ч), а затем уменьшается. При этом ширина шва уменьшается постоянно. При скорости более 70…80 м/ч основной металл не успевает прогреваться, и по обеим сторонам шва возможны подрезы.