Ruční obloukové svařování
Při ručním obloukovém svařování obalenými kovovými elektrodami se svařovací oblouk spálí od elektrody k výrobku, nataví okraje svařovaného výrobku a roztaví kov elektrodové tyče a povlaku elektrody (obrázek 1). Krystalizace základního kovu a kovu elektrodové tyče tvoří svar.
Obrázek 1. Schéma svařování obalenou kovovou elektrodou
Elektroda se skládá z tyče elektrody a povlaku elektrody (viz obrázek 1). Elektrodová tyč – svařovací drát; povlak elektrody je vícesložková směs kovů a jejich oxidů. Na základě funkčních charakteristik se součásti povlaku elektrody dělí na:
- Tvorba plynu:
- ochranný plyn;
- ionizační plyn.
- pro fyzikální izolaci roztaveného kovu od aktivních plynů atmosférického vzduchu;
- deoxidační činidla;
- rafinační prvky;
- legující prvky.
Technika švu a režim svařování
Zapálení svařovacího oblouku
Před zapálením (vybuzením) oblouku by měla být nastavena požadovaná síla svařovacího proudu, která závisí na značce elektrody, typu svarového spoje, poloze švu v prostoru atd.
Zapálení (buzení) se provádí dvěma způsoby. U prvního způsobu se elektroda přivede kolmo k místu, kde začíná svařování a po relativně lehkém doteku na výrobek se vršek posune zpět na vzdálenost 25 mm. Druhá metoda se podobá procesu osvětlení zápalek. Pokud se oblouk přeruší, je znovu zapálen před kráterem na základním kovu s návratem do usazeného kovu, aby se na povrch dostaly nečistoty nahromaděné v kráteru. Poté se provádí svařování v požadovaném směru.
Použití jednoho nebo druhého způsobu zapálení oblouku závisí na podmínkách svařování a dovednosti svářeče.
Poloha a pohyb elektrody při svařování
Poloha elektrody závisí na poloze švu v prostoru. Rozlišují se následující polohy švů: spodní, vertikální a horizontální na vertikální rovině, strop. Svařování vertikálních švů lze provádět shora dolů a zdola nahoru.
Při svařování ve spodní poloze je elektroda nakloněna od svislice ke směru svařování. Pohyb elektrody během svařování může být prováděn způsobem „směrem“ a „směrem pryč“.
Při absenci příčných oscilačních pohybů konce elektrody je šířka válečku rovna (0,8 – 1,5) d elektrody. Takové švy (nebo válečky) se nazývají úzké nebo nitě. Používají se při svařování tenkého kovu a při nanášení první vrstvy ve vícevrstvém svaru.
Získání středních švů (nebo válečků), jejichž šířka obvykle není větší než (2 – 4) d elektrody, je možné díky oscilačním pohybům konce elektrody. Hlavní možnosti oscilačních pohybů konce elektrody jsou znázorněny na obrázku 2.
Obrázek 2. Hlavní typy trajektorií příčných vibrací konce elektrody
Pořadí švů
V závislosti na délce se rozlišují krátké (250-300 mm), střední (350-1000 mm) a dlouhé (více než 1000 mm) švy.
V závislosti na rozměrech průřezu jsou švy vyrobeny jednoprůchodové nebo jednovrstvé, víceprůchodové nebo vícevrstvé. Jednoprůchodové svařování je produktivní a ekonomické, ale svarový kov není dostatečně tažný kvůli hrubé sloupcové struktuře svarového kovu a zvýšené zóně přehřívání. V případě vícevrstvého svařování je každá pod ním ležící housenka podrobena tepelnému zpracování při nanášení následné housenky, což umožňuje získat drcenou strukturu svarového kovu a v důsledku toho zvýšené mechanické vlastnosti švu a svarového spoje.
Uspořádání vrstev při vícevrstvém svařování se dodává ve třech typech překrytí; postupně každá vrstva po celé délce švu pomocí metody „kaskády“ a metody „skluzu“. Obě posledně jmenované metody se používají při svařování kovů značné tloušťky (více než 20–25 mm). Při výrobě vícevrstvých švů je třeba věnovat zvláštní pozornost kvalitě první vrstvy u kořene švu. Průnik kořene švu určuje pevnost celého vícevrstvého švu.
Volba síly proudu a průměru elektrody
Síla svařovacího proudu se volí v závislosti na značce a průměru elektrody, přičemž se bere v úvahu poloha švu v prostoru, typ spoje, tloušťka a chemické složení svařovaného kovu, jakož i okolní prostředí. teplota. S přihlédnutím ke všem těmto faktorům je nutné usilovat o provoz na co nejvyšší možnou sílu proudu.
Tabulka 1 – Volba průměru elektrody při svařování tupých spojů
Tloušťka dílu 1,5-2,0 3,0 4,0-8,0 9,0-12,0 13,0-15,0 16,0-20,0 více 20 Průměr elektrody 1,6-2,0 3,0 4,0 4,0-5,0 5,0 5,0-6,0 6,0-10,0 Tabulka 2 – Výběr průměru elektrody pro rohové a T-spojky
Švová noha 3,0 4,0-5,0 6,0-9,0 Průměr elektrody 3,0 4,0 5,0 Síla svařovacího proudu je určena vzorcem
kde dэ — průměr elektrody (elektrodové tyče), mm;
j je přípustná proudová hustota, A/mm2.Tabulka 3 — Hodnoty přípustné proudové hustoty v elektrodě
Typ povlaku Přípustná proudová hustota j v elektrodě, A/mm2, s průměrem elektrody dе, mm 3 4 5 6 Rudná, rutilová 14,0-20,0 11,5-16,0 10,0-13,5 9,5-12,5 Fluorid vápenatý 13,0-18,5 10,0-14,5 9,0-12,5 8,5-12,0 Přibližnými výpočty lze hodnotu svařovacího proudu určit jedním z následujících vzorců:>
kde dэ — průměr elektrody (elektrodové tyče), mm;
k1,k2, α jsou koeficienty určené experimentálně:
Výhody metody:
- Jednoduchost vybavení;
- Možnost svařování ve všech prostorových polohách;
- Možnost svařování na těžko přístupných místech;
- Rychlý a časově náročný přechod z jednoho typu materiálu na druhý;
- Široký sortiment svařovaných kovů.
Nevýhody metody:
- Velké materiálové a časové náklady na přípravu svářeče;
- Kvalitu svarového spoje a jeho vlastnosti do značné míry určuje subjektivní faktor;
- Nízká produktivita (úměrná svařovacímu proudu, zvýšení svařovacího proudu vede k destrukci elektrodového povlaku);
- Škodlivé a obtížné pracovní podmínky.
Rozumné aplikace:
- Svařování během instalace;
- Svařování krátkých švů.
Svařovací proud – jeho druh a hodnota – je jedním z klíčových faktorů, které určují výslednou kvalitu svařovacího procesu. Správný výběr a dodržení těchto parametrů určuje jak produktivitu práce, tak mechanické vlastnosti výsledného švu. Proč je to důležité? Odchylky od optimálních hodnot v jakémkoli směru dávají výsledek, který není ani zdaleka optimální. Nízké hodnoty proudu například způsobují problémy, jako je přilepení elektrody, špatná iniciace svařovacího oblouku, nadměrná tvorba strusky, šupinatá svarová struktura nebo nedostatečné spojení přídavného materiálu s kovem spojovaných prvků. Pokud jsou hodnoty pracovního proudu příliš vysoké, dochází k silným rozstřikům, je vysoká spotřeba elektrody nebo se zvyšuje riziko propálení tenkých kovových prvků. Proto, aby se zabránilo takovým chybám a závadám, musí každý svářečský dodavatel důkladně porozumět problematice.
Typy svařovacích proudů pro různé úkoly
- Vysoký výkon;
- Stabilní svařovací oblouk v jakémkoli svařovacím režimu;
- Menší rozstřik kovu;
- Znatelné úspory v elektrodách;
- Vysoce kvalitní šev.
Stroje produkující stejnosměrný proud jsou ideální pro všechny typy svařování. Stejnosměrný proud je zvláště účinný pro spojování tenkostěnných konstrukcí a pro práci ve svislých a nadzemních polohách spojových vedení. Zařízení schopná poskytovat stejnosměrný proud jsou však zpravidla dražší a mají vyšší požadavky na napájecí síť. Tyto faktory poněkud omezují použití takových měničů, které jsou klasifikovány jako poloprofesionální a profesionální modely.
Střídavý svařovací oblouk se nejčastěji používá pro tepelné spojování konstrukcí ze žárovzdorných kovů obsahujících oxidy nebo majících oxidový film. Účinek střídavého proudu umožňuje zničit povrchovou vrstvu a vyčistit ji od nečistot a nečistot, které mohou ovlivnit složení a vlastnosti švu. Toto zařízení je cenově dostupnější. Navíc je připojen k domácí síti 220 V Kombinací těchto dvou důvodů jsou invertorová zařízení se střídavým proudem více žádaná mezi svářeči začátečníky nebo zkušenými odborníky pro domácí použití.
Svařovací proud a průměr elektrody
Faktory svařovacího proudu, materiál a tloušťka spojovaných výrobků a také průměr elektrody spolu úzce souvisí. Není nutné si tyto hodnoty pamatovat nazpaměť. Při výběru elektrod je zpravidla na krabici s nimi uvedeno, pro jakou proudovou sílu se používá konkrétní spotřební materiál. Jinak můžete použít tabulkové hodnoty, které poskytujeme:
Tloušťka obrobku, mm Ø elektrody, mm Proud, A 2 1,5 25-40 3-5 2 60-100 3-5 3 90-150 4-10 4 120-200 10-15 5 180-280 16-24 6 220-260 Uvedená čísla mohou zpočátku způsobit zmatek. Široká škála významů ale mate jen začátečníka. Pro optimální volbu hodnoty proudu svářečky je třeba vzít v úvahu slitinu spojovaných prvků, požadovanou hloubku průvaru a polohu svaru v prostoru. Například vysoce legované oceli nebo slitiny niklu vyžadují nižší hodnotu proudu než nelegované. To je vysvětleno rozdílem v odolnosti slitin.
Pokud potřebujete větší hloubku průniku, musí být proud svářečky nastaven na maximum, které je přijatelné pro elektrodu nad stanoveným průměrem.
Svařovací proud a prostorová poloha svaru
Prostorová poloha švu a velikost proudu svařovacího oblouku jsou také vzájemně propojeny. Lze je také převzít z tabulky se zaměřením na hodnoty v polohách PF (vertikální zvedání) a PE (strop) a také při provádění kořenových průchodů.
Maximální hodnoty jsou akceptovány při provádění plnicích průchodů, horních švů a řady dalších případů. Nejvyšší hodnota pracovního proudu by měla být nastavena v poloze PA (nižší). Výsledná svarová lázeň se nerozšíří a výsledkem práce bude hluboký průvar a vysoce kvalitní šev.
Vzhledem k tomu, že síla proudu a průměr použité elektrody jsou vzájemně propojené, mohou být použity různé elektrody v závislosti na poloze a typu připojení.
Význam polarity
Ruční obloukové svařování MMA zahrnuje použití přímé nebo obrácené polarity. Přímé – to je, když je svorka „plus“ připojena k obrobku a svorka „mínus“ k elektrodě. Reverse – respektive opak.
Polarita spojení do značné míry určuje rychlost tavení elektrody a hloubku průniku. Při obrácené polaritě se elektroda spotřebovává rychleji, ale hloubka průniku kovu je menší kvůli sníženému přenosu tepla. Tato možnost se nejčastěji používá pro tepelné spojování konstrukcí z vysokolegovaných ocelí a tenkého kovu (do tloušťky 3 mm). V souladu s tím může být intenzita proudu s obrácenou polaritou menší než s přímou polaritou.
Přímá polarita zajišťuje nízkou rychlost tavení tyče, ale větší hloubku tavení kovových konstrukcí. Je ideální pro práci s tlustými obrobky a žáruvzdornými kovy. Vyžaduje vyšší hodnoty svařovacího proudu z rozsahu tabulkových hodnot.
Proud svařovacího stroje: jak určit?
Proudovou sílu svářečky určují profesionální svářeči na základě zkušeností. Pro začátečníky v tomto oboru doporučujeme používat příslušné vzorce. Jejich použití nám umožňuje určit přibližné hodnoty požadované síly proudu:
- I = (20+6d)×d — při použití elektrod o průměru 4-6 mm;
- I = 30d — pro práci s elektrodami o průměru menším než 4 mm.
V uvedených vzorcích je I proudová síla a d je průměr elektrody.
Získané údaje je třeba upravit s ohledem na prostorovou polohu švu. Pro polohy PE a PF je proud snížen přibližně o 20 %.
Na základě přijatého svařovacího proudu můžete určit, zda je svářečka vhodná pro daný úkol. Katalog zařízení internetového obchodu “1001 svařování” bude tím nejlepším místem pro výběr vhodného svářeče.
