Ручная дуговая сварка. Технология ручной дуговой сварки

5.5. Ручная дуговая сварка

Ручную дуговую сварку выполняют сварочными электродами, которые подают в дугу и перемещают вдоль заготовки. Для удержания электрода и подвода к нему тока электрод крепится в электрододержателе.

Дуга горит между металлическим стержнем электрода и основным металлом 8 (рис. 120). Стержень электрода 1 плавится и расплавлен­ный металл каплями стекает в сварочную ванну. Вместе со стержнем плавится покрытие 2 электрода, причем плавление покрытия происходит с некоторым отставанием. При плавлении и сгорании покрытия у торца электрода образуется значительное количество газов, создающих защитную атмосферу 5 вокруг дуги. Расплавленное покрытие 3 образует также жидкую шлаковую ванну 4 на поверхности расплавленного металла. Металлическая 9 и шлаковая 4 ванны образуют общую сварочную ванну. По мере движения дуги сварочная ванна затвердевает и

образуется сварочный шов 7. Жидкий шлак по мере остывания образует на поверхности шва твердую шлаковую корку 6.

Рис. 5.11. Схема процесса ручной дуговой сварки

Масса расплавленного электродного металла G_рзависит от интенсивности плавление металла может быть определена по следующей зависимости:

.

где a_р — коэффициент расплавления; I_св — сварочный ток; t— время горения дуги.

Наличие этой зависимости показывает, что плавление металла электрода происходит преимущественно за счет энергии, выделяемой в электродной области и пропорциональной I_св. При этом влияние длины и напряжения дуги незначительно. Коэффициент расплавления а зависит от материала электрода и покрытия, рода и полярности тока. Коэффициент расплавления a_р обычно находится в пределах 8... 14 г/(А×ч) для разных электродов.

В процессе сварки происходят потери жидкого металла вследствие его окисления кислородом воздуха (угар), а также в результате испарения и разбрызгивания за пределы ванны. Все эти процессы создают так называемые потери на угар и разбрызгивание. Поэтому количество наплавленного металла, идущего на формирование сварного шва, будет меньше, чем количество расплавленного электродного металла.

Масса наплавленного металла (G_н), идущего на формирование сварного шва, может быть определено по формуле

где a_н — коэффициент наплавки.

Коэффициент наплавки показывает, какое количество электродного металла переходит в металл шва за 1 ч при токе в 1 А (a_н = 6... 11 г/(А×ч) для различных электродов). Потери на угар и разбрызгивание могут быть учтены коэффициентом потерь

, %

Значение коэффициента потерь y изменяется в зависимости от плотности тока в электроде, длины дуги, состава покрытия и способа сварки.

Коэффициент расплавления, как правило, имеет большее значение, чем коэффициент наплавки. Однако в некоторых случаях потери электродного металла компенсируются переходом в шов металла из покрытия за счет восстановления окислов и вследствие перехода части металлических составляющих покрытия в наплавленный металл.

Технология ручной дуговой сварки. Основным параметром режима ручной дуговой сварки является сила сварочного тока (I_св). Силу тока выбирают в зависимости от диаметра и типа металла электрода.

 ,

где k = 40...60 для электродов со стержнем из углеродистых и низколегирован­ных сталей; k – 35...40 для электродов со стержнем из высоколегированных сталей. Диаметр электрода выбирают исходя из толщины свариваемого металла.

Напряжение на дуге при ручной дуговой сварке изменяется в сравнительно узких пределах и выбирается на основании рекомендаций пас­порта на данную марку электродов.

Ручная дуговая сварка удобна, экономически выгодна, а иногда яв­ляется единственно возможным способом выполнения при сварке коротких и средних швов произвольной формы, швов в труднодоступных местах, а также швов в любых пространственных положениях. Условно считают швы длиной до       250 мм короткими, длиной 250.. .1000 мм — средними и более 1000 мм — длинными.