Выбор режимов при ручной дуговой сварке

Выбор режимов при ручной дуговой сварке

Подготовил Акхузин Андрей Ахметович, преподаватель ФКП ОУ№228. ,г.Курган,Курганская область

Понятие и параметры режима ручной дуговой сварки

• Под режимом сварки понимают совокупность контролируемых условий, создающих устойчивое горение дуги и обеспечивающих получение швов заданных размеров, формы и свойств.
• Параметры режима сварки подразделяют на

Основные:

• Сила тока
• Род и полярность тока
• Диаметр электрода
• Напряжение
• Скорость сварки
• Величина поперечного

колебания конца электрода .

Дополнительные:

• Вылет электрода
• Состав и толщина покрытия электрода
• Положение шва в пространстве
• Положение изделия в процессе сварки
• Число проходов
• Температура окружающей среды

• Определение режима сварки обычно начинают с выбора диаметра электрода , который назначают в зависимости от
• толщины листов при сварке швов стыковых соединений,
• катета шва при сварке швов угловых и тавровых соединений
• положения шва в пространстве.

Выбор диаметра электрода в зависимости от толщины металла

Толщина металла, мм

Диаметр электрода, мм

1-2

1,5-2

3

4-5

3

6-8

3-4

9-12

4

13-15

4-5

≥ 16

5

6

Значения диаметра электрода

в зависимости от катета шва

Вертикальные, горизонтальные и потолочные швы выполняют электродами диаметром до 4мм.

Корневой слой при сварке многослойных швов выполняют электродами диаметром 3 – 4 мм, а последующие – электродами большего диаметра

• При сварке многопроходных швов стыковых соединений первый проход должен выполняться электродами диаметром не более 4 мм, чаще всего диаметром 3 мм, так как применение электродов большего диаметра не позволяет в необходимой степени проникнуть в глубину разделки для провара корня шва.
• При сварке угловых и тавровых соединений, как правило, за один проход выполняют швы катетом не более 8–9 мм. При необходимости выполнения шва с большим катетом применяется сварка за два прохода и более.

• При определении числа проходов следует иметь в виду, что максимальное поперечное сечение металла, наплавленного за один проход, не должно превышать 30–40мм² .
• Для определения числа проходов при сварке угловых и тавровых соединений общая площадь поперечного сечения наплавленного металла может быть вычислена по формуле:

• где Fн – площадь поперечного сечения наплавленного металла,

• k – катет шва, мм.
• kу – коэффициент увеличения, учитывающий наличие зазоров и выпуклость («усиление») шва:

• При сварке швов стыковых соединений площадь поперечного сечения ( мм 2) металла, наплавляемого за один проход, при которой обеспечиваются оптимальные условия формирования, должна составлять: для первого прохода (при проварке корня шва)

• для последующих

проходов

• Зная общую площадь поперечного сечения наплавленного металла и площади поперечного сечения наплавленного металла при первом и каждом последующем проходах, найдем число проходов:

• Площадь поперечного сечения наплавленного металла в шве можно определять по графикам в зависимости от типа соединения и вида разделки.
• Зная площадь Рн, можно по специальным номограммам определить необходимое число проходов.

Графики

для

определения

площади

наплавленного

металла

Fн

соответственно

в

← стыковых

угловых →

швах

номера кривых на графиках соответствуют номерам видов сварных соединений

• S — толщина металла; К — катет шва

• Номограмма для определения числа проходов при ручной дуговой сварке:
• Fн — площадь наплавленного металла

dэ и неизменном Iсв плотность тока - к блужданию дуги, - увеличению ширины шва, - уменьшению глубины провара. " width="640"

Сила сварочного тока

при ручной дуговой сварке может быть определена в зависимости от диаметра электрода и допустимой плотности тока , где

d э – диаметр электрода (стержня), мм; j – допускаемая плотность тока А/мм²

Значения допускаемой плотности тока в электроде при ручной дуговой сварке

При dэ и неизменном Iсв плотность тока

- к блужданию дуги,

- увеличению ширины шва,

- уменьшению глубины провара.

• Наиболее удобно при определении силы сварочного тока пользоваться формулой

• Значение k в ней выбирают в зависимости от диаметра электрода:

k п – коэффициент, учитывающий пространственное положение сварки:

0,8 – при сварке потолочных швов,

0,9 –при сварке вертикальных и горизонтальных швов,

1,0 - при сварке швов в нижнем положении



п

Пример

• Толщина металла 8мм,
• Сварка в нижнем положении.
• Диаметр Э = 4мм
• Iсв = 4мм • (35…50) =140 …200 А
• Сварка горизонтальных шов на вертикальной плоскости:
• Iсв = 0,9 • 4мм • (35…50)= 126…180А

Сила сварочного тока

• при сварке на большом токе наблюдается сильное разбрызгивание и покраснение электродного стержня;

• Отрегулируйте сварочный ток до получения устойчивого процесса сварки:

• при правильно подобранном сварочном токе дуга легко возбуждается, спокойно горит
• без обрывов и коротких замыканий;
• процесс горения происходит нешумно с образованием небольшого количества мелких брызг.

ИЛИ Выбор силы сварочного тока:

d э = 3 … 6 мм

I = ( 20 + 6d ) · d э · k

d э

Коэффициент

I = 30 · d э · k

Шов нижний

k

1

Шов на вертикал. плос.

0,9

Шов потолоч.

0,8

Длина дуги

Диаметр электрода

От длины дуги зависит ее напряжение.

Длинную дугу применять не рекомендуется

Сварочная дуга

L д

L д = (0.5 … 1,1) · d э

Выбор рода и полярности тока

Полярность

Постоянный ток

Прямая

На детали ≈4000 ̊ С

Переменный ток

• Сварка с глубоким проплавлением основного металла;
• Сварка низкоуглеродистых, среднеуглеродистых и низколегированных сталей толщиной ≥ 5 мм электродами с фтористо-кальциевым покрытием: УОНИ 13 /45 ; УОНИ 13 / 5 5 и др;
• Сварка чугуна

Обратная

На детали ≈3000 ̊ С

• Сварка с повышенной скоростью плавления электродов;
• Сварка тонкостенных листовых конструкций;
• Сварка низколегированных низкоуглеродистых сталей (типа 16Г2АФ), средне- и высоколегированных сталей и сплавов.

• Сварка низкоуглеродистых и низколегированных сталей (типа 09ГС) в строительно– монтажных условиях

с рутиловым покрытием;

• Сварка при возникновении магнитного дутья;
• Сварка тонколистовых конструкций из низкоуглеродистых сталей

Выбор рода и полярности тока

• Сварка постоянным током на обратной полярности применяется в следующих случаях:

1. Если электрод имеет тугоплавкое покрытие.

2. Когда требуется уменьшить концентрацию тепла на основном металле.

При сварке:

а) Тонколистового металла.

б) Цветных металлов.

в) Легированных специальных сталей, чувствительных к перегреву.

?

• Максимальная глубина проплавления достигается при сварке постоянным током на обратной полярности.
• При сварке на прямой полярности глубина проплавления основного металла на 40-50% меньше.

• При сварке переменным током глубина провара на 15-20% меньше, чем при сварке постоянным током на обратной полярности.

Ширина шва ≈ со nst С напряжения: Ширина шва резко Глубина провара Усиление шва . С увеличением скорости: Глубина провара (до 40-50 м / час) - , Затем . Ширина шва постоянно. При равном напряжении ширина шва при сварке на постоянном токе ОП , чем на переменном токе = 25  28 В. Напряжение дуги при ручной дуговой сварке изменяется в сравнительно узких пределах и выбирается на основании рекомендаций паспорта на данную марку электродов. Для наиболее широко применяемых электродов Uд = 25  28 В . " width="640"

Влияние сварочного тока, напряжения дуги и скорости сварки на форму и размер шва

Сварочный ток

Напряжение дуги

Скорость сварки

С увеличением сварочного тока:

Глубина провара

Ширина шва ≈ со nst

С напряжения:

Ширина шва резко

Глубина провара

Усиление шва .

С увеличением

скорости:

Глубина провара

(до 40-50 м / час) - ,

Затем .

Ширина шва постоянно.

При равном напряжении ширина шва при сварке на постоянном токе ОП , чем на переменном токе

= 25  28 В.

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

Для наиболее широко применяемых электродов Uд = 25  28 В .

Скорость сварки :

Сварочная ванна должна быть заполнен электродным металлом с небольшим возвышением над кромками

с плавным переходом к основному металлу без подрезов и наплывов.

Для электродов с рутиловым и основным покрытием 6-12 м/ч

Для электродов с целлюлозным покрытием 14-22 м/ч

Влияние

• сварочного тока (а),
• напряжения дуги (б),
• скорости сварки (в),
• полярности тока ( г ),
• диаметра электрода (д),
• угла наклона электрода (е)
• угла наклона изделия (ж)

на размеры и форму

сварного шва

а

б

в

д

г

е

ж

Кромки хорошо проплавляются→ возможна сварка на повышенной скорости. Сварка металла небольшой толщины Глубина провара, выпуклость шва Ширина шва Прогрев кромок недостаточен, возможны не сплавления и образование пор Сварка углом вперед Сварка углом назад Сварка на спуск Глубина провара Ширина шва Глубина провара Ширина шва Сварка на подъем " width="640"

Влияние угла наклона электрода и изделия

Глубина провара, выпуклость шва

Ширина шва

Кромки хорошо проплавляются→ возможна сварка на повышенной скорости.

Сварка металла небольшой толщины

Глубина провара, выпуклость шва

Ширина шва

Прогрев кромок недостаточен, возможны не сплавления и образование пор

Сварка углом вперед

Сварка углом назад

Сварка на спуск

Глубина провара

Ширина шва

Глубина провара

Ширина шва

Сварка на подъем

Ориентировочные режимы сварки конструкционных низколегированных сталей

ИТОГ: