2 Завдання 2

2. 1 Принципова схема ручного дугового зварювання електродом, що плавиться

Найобсяжнішим серед інших видів зварювання є ручне дугове зварювання – зварювання плавленням штучними електродами, при якому подача електрода та переміщення дуги вздовж зварювальних кромок виконуються вручну. Схема процесу показана на рисунку 2.1.

1 — стержень електрода; 2 — покриття електрода;

3 — шлакова кірка; 4 — зварний шов;

5 — зварювальна ванна; 6 — основний метал.

Рисунок 2.1 — Схема ручного дугового зварювання (РДЗ)

Дуга горить між стержнем електрода (1) та основним металом (6). Під дією теплоти дуги, що виділяється по закону Джоуля – Ленца, електрод і основний метал плавляться, утворюючи металеву зварювальну ванну (5). Краплі рідкого металу з електродного стержня, що розплавляється, переносяться в ванну через дуговий проміжок.

Одночасно із стержнем плавиться покриття електрода (2), утворюючи газовий захист навколо дуги та рідку шлакову ванну на поверхні розплавленого металу.

Металева та шлакова ванни разом утворюють зварювальну ванну. В міру руху дуги метал зварювальної ванни твердне і утворюється зварний шов (4). Рідкий шлак в міру остигання утворює на поверхні шва тверду шлакову кірку (3), яка видаляється після остигання шва.

Зварювання може проводитися на постійному (пряма та обернена полярність) та змінному струмах в різних просторових положеннях. Перенос металу великокапельний з короткими замиканнями, на осцилограмі напруг яскраво виявлений пік напруги запалювання. Потужність в стовпі дуги до 30%, решта в приелектродних областях. Коефіцієнт корисної дії дуги 75%. Ефективність способу 40–50%. Інструментом (носієм енергії) є дуга.

2. 2 Параметри режиму зварювання при ручному дуговому зварюванні електродом, що плавиться

При ручному дуговому зварюванні електродом, що плавиться використовують електрод діаметром 2–6 мм.

Під режимом зварювання розуміють сукупність показників, які визначають стабільну течію процесу зварювання. Ці показники називають параметрами режиму зварювання, вони впливають на кількість тепла, яке вводиться в виріб при зварюванні.

До основних режимів зварювання відносяться :

- величина сили струму ( І_зв= 100 – 300 А) ;

• рід і полярність струму;

• діаметр і довжина електрода;

• напруга зварювальної дуги (U_зв= 12–24 В) ;

• швидкість зварювання;

• величина поперечного переміщення кінця електроду.

Допоміжні параметри режиму зварювання:

• тип і марка покриття електроду;

• початкова температура металу;

• кут нахилу електроду до основного металу.

Практично вибір режиму ручного дугового зварювання зводиться до визначення діаметру електроду і сили зварного струму. Швидкість зварювання і напруга на дузі встановлюються самим зварювальником в залежності від виду зварного з’єднання, марки сталі, марки електроду, положенню шва у просторі.

Діаметр електроду вибирається в залежності від товщини звареного металу, виду зварного з’єднання, типу шва та ін.

За однієї і тієї ж величини струму найбільша глибина провару виходить при зварюванні на постійному струмі зворотної полярності. При зварюванні на прямій полярності глибина провару менше на 40-50%, а при перемінному струмі – менша на 15-20%, чим при зварюванні на постійному струмі зворотної полярності.

При виборі величини струму для зварювання в стик у нижньому положенні можна використати формулу академіка К.К. Хренова:

І_ЗВ = (20 + 6d_е)d_e ,

де І_ЗВ – зварювальний струм, А;

d_e – діаметр металевого стержня електроду, мм.

При товщині металу менш 1,5d_е струм зменшується у порівнянні за одержаним по формулі.