Траектория движения электрода

Правильное поддержание дуги и ее перемещение является залогом качественной сварки. Слишком длинная дуга способствует окислению и азотированию расплавленного металла, разбрызгивает его капли и создает пористую структуру шва. Красивый, ровный и качественный шов получается при правильном выборе дуги и равномерном ее перемещении, которое может происходить в трех основных направлениях.

Поступательное движение сварочной дуги происходит по оси электрода. При помощи этого движения поддерживается необходимая длина дуги, которая зависит от скорости плавления электрода.

По мере плавления электрода, его длина уменьшается, а расстояние между электродом и сварочной ванной — увеличивается. Для того чтобы это не происходило, электрод следует продвинуть вдоль оси, поддерживая постоянную дугу. Очень важно при этом поддерживать синхронность.

То есть, электрод продвигается в сторону сварочной ванны синхронно с его укорочением.

Продольное перемещение электрода вдоль оси свариваемого шва формирует так называемый ниточный сварочный валик, толщина которого зависит от толщины электрода и скорости его перемещения.

Обычно ширина ниточного сварочного валика бывает на 2 — 3 мм больше диаметра электрода. Собственно говоря, это уже есть сварочный шов, только узкий. Для прочного сварочного соединения этого шва бывает недостаточно.

И поэтому по мере перемещения электрода вдоль оси сварочного шва выполняют третье движение, направленное поперек сварочного шва.

Поперечное движение электрода позволяет получить необходимую ширину шва. Его совершают колебательными движениями возвратно-поступательного характера.

Ширина поперечных колебаний электрода определяется в каждом случае индивидуально и во многом зависит от свойств свариваемых материалов, размера и положения шва, формы разделки и требований, предъявляемых к сварному соединению. Обычно ширина шва лежит в пределах 1,5 — 5,0 диаметров электрода.

Таким образом все три движения накладываются друг на друга, создавая сложную траекторию перемещения электрода. Практически каждый опытный мастер имеет свои навыки в выборе траектории перемещения электрода, выписывая его концом замысловатые фигуры.

Классические траектории движения электрода при ручной дуговой сварке приведены на рис. 1.

Но в любом случае траекторию перемещения дуги следует выбирать таким образом, чтобы кромки свариваемых деталей проплавлялись с образованием требуемого количества наплавленного металла и заданной формы шва.

Если шов не будет закончен до того, как длина электрода уменьшится настолько, что требуется его замена, то сварку на время прекращают. После замены электрода следует удалить шлак и возобновить сварку.

Для завершения оборванного шва зажигают дугу на расстоянии 12 мм от углубления, образовавшегося на конце шва, называемого кратером.

Электрод возвращают к кратеру, чтобы образовать сплав старого и нового электродов, а затем снова начинают перемещать электрод по первоначально выбранной траектории.

Схема дуговой сварки

Порядок заполнения шва по сечению и длине определяет способность сварного соединения воспринимать заданные нагрузки, влияет на величину внутренних напряжений и деформаций в массиве шва.

Швы различают: короткие — длина которых не превышает 300 мм, средние — длиной 300 — 100 мм и длинные — свыше 1000 мм. В зависимости от длины шва его заполнение может выполняться по различным схемам сварочного заполнения, которые представлены на рис. 2.

При этом короткие швы заполняют за один проход — от начала шва до его конца. Швы средней длины могут заполняться обратноступенчатым методом или от середины к концам. Для выполнения обратноступенчатого метода заполнения шов разбивают на участки длина которых равна 100 —300 мм. На каждом из этих участков заполнение шва выполняют в направлении, обратном общему направлению сварки.

Если для нормального заполнения шва одного прохода сварочной дуги мало, накладывают многослойные швы. При этом, если число накладываемых слоев равно числу проходов, шов называют многослойным. Если же некоторые слои выполняют за несколько проходов, такие швы называют многослойно-проходными. Схематически такие швы отражены на рис. 3.

Рис. 2. Схемы дуговой сварки: 1 — сварка напроход; 2 — сварка от середины к краям; 3 — сварка обратноступенчатым способом; 4 — сварка блоками; 5 — сварка каскадом; 6 — сварка горкой

Рис. 3. Виды швов: 1 — однослойный; 2 — многопроходной; 3 — многослойный, многопроходной

С точки зрения производительности труда наиболее целесообразными являются однопроходные швы, которым отдают предпочтение при сварке металлов небольших (до 8—10 мм) толщин с предварительной разделкой кромок.

Но для ответственных конструкций (сосуды, работающие под давлением, несущие конструкции и т.д.) этого бывает мало.

Внутренние напряжения, возникающие в процессе сварки, могут вызвать появление трещин в шве или в околошовной зоне из-за недостаточной пластичности шва и большой жесткости основного металла.

При сварке изделий с относительно небольшой жесткостью внутренние напряжения вызывают местное или общее коробление (деформации) свариваемой конструкции. Кроме того, при сварке металлов толщиной более 10 мм. появляются объемные напряжения и возрастает опасность появления трещин.

В таких случаях принимают целый ряд мер, позволяющих уменьшить напряжения и деформации: применяют сварные швы минимального сечения, сварку многослойными швами, наложение швов «каскадными методами» или «горкой», принудительное охлаждение или подогрев.

При сварке «горкой» сначала у основания разделанных кромок прокладывают первый слой, длина которого должна быть не более 200 — 300 мм. После этого первый слой перекрывают вторым, длина которого на 200 — 300 мм больше первого. Точно так же накладывают третий слой, перекрывая второй на 200 — 300 мм.

Таким образом продолжают заполнение до тех пор, пока количество слоев в зоне первого шва не окажется достаточным для заполнения. Следующий слой накладывают в месте окончания первого слоя, перекрывая последний (если позволяет длина шва) на те же 200 — 300 мм.

Если первый шов прокладывался не в начале шва, а в его средней части, то горку формируют последовательно в обоих направлениях (рис.2,е). Так, формируя горку, последовательно заполняют весь шов.

Преимущество данного метода состоит в том, что зона сварки все время находится в подогретом состоянии, что способствует улучшению физико-механических качеств шва, так как внутренние напряжения получаются минимальными и предупреждается появление трещин.

«Каскадный метод» заполнения шва по существу является той же «горкой», но выполняют его в несколько другой последовательности.

Для этого детали соединяют между собой «на прихватках» или в специальных приспособлениях.

Прокладывают первый слой, а затем, отступив от первого слоя на расстояние 200 — 300 мм, прокладывают второй слой, захватывая зону первого (рис.2,д). Продолжая в той же последовательности, заполняют весь шов.

Угловые швы (рис. 4) можно выполнять двумя методами, каждый из которых имеет свои преимущества и свои недостатки. При сварке «в угол» допускается больший зазор между деталями (до 3 мм), проще сборка, но техника сварки сложнее.

Кроме того, возможны подрезы и наплывы, снижается производительность из-за необходимости за один проход сваривать швы небольшого сечения, катет которых меньше 8 мм. Сварка «в лодочку» допускает большие катеты шва за один проход и поэтому более производительна.

Однако такая сварка требует тщательной сборки.

Указанные приемы дуговой сварки рассматривались на нижних положениях шва, выполнение которых наименее трудоемко.

На практике часто приходится выполнять горизонтальные швы на вертикальной плоскости, вертикальную и потолочную сварку.

Для выполнения этих работ используются те же приемы, что и для швов с нижним положением, но трудоемкость работ и некоторые технологические особенности требуют более детального подхода и изменения некоторых методов.

При сварке таких швов появляется вероятность вытекания расплавленного металла, что приводит к падению капель к незаполненным сваркой местам, потекам расплавленного металла по горизонтальным плоскостям и т.д

Рис. 4. Положение электрода и изделия при выполнении угловых швов: А — сварка в симметричную «лодочку»; Б — в несимметричную «лодочку»; В — «в угол» наклонным электродом; Г — с оплавлением кромок

Рис. 5. Влияние скорости сварки на форму сварного шва: При увеличении скорости наблюдается заметное уменьшение ширины шва, при этом глубина проплавления остается почти неизменной.

Рассматривая суть процессов, происходящих в подобных швах, мы говорили, что удерживать металл в расплавленной ванне могут силы поверхностного натяжения. Для того чтобы эти силы были достаточными, сварщик должен владеть приемами сварки виртуозно. Здесь приходится понижать сварочный ток и применять электроды пониженного сечения.

Это в конечном итоге сказывается на производительности, так как приходится увеличивать количество сварочных проходов. Поэтому на практике стараются в дополнение к силам поверхностного натяжения добавить «пленку поверхностного натяжения».

Суть данного метода заключается в том, что дугу держат не постоянно, а с определенными промежутками, то есть импульсами.

Для этого дугу постоянно прерывают, зажигая ее с определенными промежутками времени, давая возможность расплавленному металлу частично закристаллизоваться. Именно здесь и проявляется умение сварщика выбрать такие интервалы, когда не успевает образоваться сварочный катет и одновременно металл потерял бы часть своей текучести.

Потолочный шов является самым сложным. Поэтому проводить его непрерывным горением дуги — дело бесперспективное. Сварку выполняют короткими во времени замыканиями дуги на сварочную ванну так, чтобы она не успела остыть, пополняя ее новыми порциями расплавленного металла.

При сварке данным методом следует следить за размером дуги, так как ее удлинение может вызвать нежелательные подрезы. Кроме того, при сварке таких швов создаются неблагоприятные условия для выделения шлаков из расплавленного металла, что может привести к пористости сварного шва.

Вертикальные швы можно варить в двух направлениях — снизу вверх и сверху вниз. И тот и другой метод имеет право на существование, но всегда предпочтительнее сварка на подъем. В этом случае расположенный снизу металл удерживает сварочную ванну, не давая ей растекаться.

При сварке на спуск труднее удерживать сварочную ванну, и поэтому добиться качественного шва гораздо сложнее. Суть такого метода практически не отличается от потолочной сварки, и применяют его тогда, когда сварка на подъем технологически невозможна.

Горизонтальные швы на вертикальной плоскости тоже имеют свои особенности. В данных швах особую сложность представляет удержание сварочной ванны у обеих кромок свариваемых деталей.

Для того чтобы облегчить этот процесс, скос нижней кромки не выполняют. В таком случае получается полочка, которая способствует удержанию на месте расплавленной сварочной ванны.

Уместен здесь и прием импульсной сварки с кратковременным зажиганием дуги, как и для потолочных швов.

Удаление сварочных шлаков выполняют обрубочным молотком. Для этого, подождав, пока заготовка остынет настолько, что ее можно брать рукой, прижимают крепко к столу и ударами молотка, направленными вдоль шва, удаляют шлак, покрывающий сварочный шов.

После этого шов проковывают для снятия внутренних напряжений. Для этого боек молотка разворачивают вдоль шва и выполняют проковку по всей его длине.

https://www.youtube.com/watch?v=NXf0ImaxlSE\u0026pp=ygVl0JrQsNC6INC_0YDQsNCy0LjQu9GM0L3QviDQstGL0LHRgNCw0YLRjCDRgNC10LbQuNC8INGA0YPRh9C90L7QuSDQtNGD0LPQvtCy0L7QuSDRgdCy0LDRgNC60LggKNCg0JTQoSk%3D

Завершают очистку жесткой проволочной щеткой, перемещая ее резкими движениями сначала вдоль шва, а потом — поперек, чтобы удалить последние остатки шлака. 

Рис. 6. Влияние угла наклона изделия на форму сварного шва: При сварке на подъем наблюдается большая глубина проплавления, а также большая высота валика. При сварке на спуск наоборот снижается глубина проплавления и уменьшается высота сварного шва. При этом ширина шва практически не меняется.	Рис. 7. Влияние положения электрода на форму сварного шва: На рисунке видно, что при сварке углом назад более глубокое проплавление, а при сварке углом вперед увеличивается ширина шва и уменьшается высота валика.
Рис. 8. Влияние скорости сварки на форму сварного шва: Положение сварочной ванны при наклонах изделия, дуги или электрода. Сварка на спуск, сварка на подъем, сварка углом вперед.	Рис. 9. Влияние подготовки кромок под сварки при стыковом соединении.
Рис. 10. Элементы стыкового шва, углового шва и валика на пластине: B — ширина сварного шва; K — катет шва	Рис. 11. Влияние величины сварочного тока при сварке: Если при сварке изменять сварочный ток то будут меняться параметры сечения шва. При более низком токе увеличивается глубина проплавления и увеличивается валик сварного шва.

Использованы репродукции http://welding.su/gallery/

Режимы ручной дуговой сварки

Несмотря на появление нового удобного оборудования, ручная сварка не сдает своих позиций. Привлекает простота использования и отсутствие необходимости больших затрат.

Для того, чтобы сварной шов получился наиболее качественным, требуется провести подготовительные работы, в которые входит установление режимов, необходимых для конкретного вида материалов для соответствия требованиям технологического процесса.

Режим ручной дуговой сварки — это установка параметров, максимально гарантирующих образование сварного шва, имеющего требуемые габариты и конфигурацию, а также необходимые для конкретного соединения характеристики.

Параметры режима ручной дуговой сварки делятся на основополагающие и дополняющие их. Выбор и установка параметров производится самим сварщиком согласно существующим требованиям.

На выбор оказывают влияние вид сварного соединения, артикул металла свариваемых деталей и проводника тока, пространственное расположение.

Основные параметры

Наиболее значительные параметры ручной дуговой сварки:

• ток;
• напряжение;
• полярность;
• диаметр электрода;
• скорость;
• амплитуда колебаний поперек шва.

Вид и размер этих параметров подбираются сварщиком перед началом работы на основе рекомендаций и личного опыта.

Величина тока

Это значение значительно влияет на качество получаемого шва и скорость сварочного процесса. Между параметрами существует прямая зависимость: величину тока при сварке устанавливают согласно диаметру выбранного электрода, а диаметр, в свою очередь, зависит от толщины свариваемых элементов.

Для более точного расчета значения тока используют формулу, в которой оно прямо пропорционально диаметру электрода. При этом применяется поправочный коэффициент. Для разных диаметров он является различным.

При каком значении силы тока проводят ручную электродуговую сварку? При слабом токе нарушается стабильность дуги, шов не будет провариваться целиком, что вызывает появление трещин.

Повышенное значение тока вызывает быстрый процесс сварки и приводит к усиленному распространению брызг.

Диаметр электрода

Выбор режима сварки при ручной электродуговой сварке включает необходимость грамотного определения необходимых диаметров электродов. Электроды, имеющие диаметр свыше 6 мм, отличаются большим весом, при котором их трудно удерживать в нужном направлении длительное время. Кроме того, при использовании таких электродов плохо проваривается корень шва.

Если используется многопроходной вариант, то первый слой проводится электродом 2-3 мм, а для последующих можно использовать большее значение диаметра. Это имеет большое значение при сварке ответственных конструкций, поскольку меньший диаметр обеспечивает лучшую проварку корня. При одном заходе можно сразу применять электрод большого диаметра.

При решении задачи правильного выбора диаметра электрода рассматривается марка свариваемых поверхностей. Например, для сварки чугунных изделий хорошо себя зарекомендовали электроды небольшого диаметра.

Уровень тепла при этом понижается и образуется валик небольшого сечения.

Если была осуществлена предварительная разделка кромок, то допускается использование электродов диаметром 3 мм, не слишком ориентируясь на толщину деталей.

Напряжение дуги

Этот параметр зависит от длины дуги, то есть расстояния от конца электрода до металлической поверхности. Дуга имеет разные размеры. Больше дуга — больше напряжение. Для плавления расходуется значительное количество тепла. Сварочный шов становится шире, а глубина провара меньше.

Напряжение зависит от диаметра электрода и значения тока. Находится в диапазоне 18-45 В. Оптимальный выбор режима ручной дуговой сварки, касающийся напряжения, предполагает сваривание короткой дугой. В этом случае напряжение не будет превышать значения, равного 20 В. Важным обстоятельством для получения хорошего шва является постоянство выбранной дуги.

Скорость

Режимы ручной дуговой сварки покрытыми электродами включают установление скорости. Чтобы избежать переполнения ванны и, как следствие, возникновения на металле подтеков, следует выбрать оптимальное значение скорости и поддерживать его постоянным на протяжении всего процесса. Большая скорость приведет к недостаточному провару шва, что вызовет появление трещин.

При слишком медленном перемещении жидкий металл начнет собираться впереди дуги. Шов получится неровным, появятся непровары. Для получения удачного шва скорость должна быть 35-40 м/час. Тогда сварочная ванна будет находиться сверху поверхности кромок, не образуя стекания вниз. Переход ее к соединению будет плавным, наплывы и подрезы не образуются.

Ширина шва уменьшается при увеличении скорости.

Полярность

Как правило, для сварочных работ применяют ток постоянной величины. Прямая полярность при постоянном токе дает возможность сваривать толстые детали. Чтобы избежать появления прожогов при соединении тонких металлов включают обратную полярность. Сварку переменным током практически не применяют, поскольку это снижает производительность.

Выбор режима сварки при ручной дуговой сварке заключается, в частности, в возможности проводить процесс при разных полярностях. При прямом варианте проводник тока подключают к клемме с минусом, а металлическое соединение к плюсу. Интенсивней, чем электрод, начинаются расплавляться элементы сварного соединения. Это дает преимущество при сварке толстых металлических деталей.

Обратная полярность получается при подключении электрода к плюсу, а металлических деталей к минусу. Это обеспечивает интенсивный расплав электрода, превосходящий плавление деталей.

Объяснение является достаточно простым и соответствует физическим законам. Где плюс, там нагревание больше. Соответственно, при прямой полярности выше нагреваются свариваемые детали.

Становится возможным соединение крупных изделий. Применение такого вида полярности на тонких деталях вызовет прожоги, и шов будет некачественным.

Поэтому для соединения тонких деталей обеспечивают обратную полярность.

Особенности при вертикальном расположении

Сварка в вертикальном положении является более сложной по сравнению с горизонтальным вариантом. Поэтому выбор режимов дуговой сварки в этом случае является особенно важным.

Как корректируют величину сварочного тока в вертикальном положении? Первое требование относится к дуге — она должна быть короткой. Объем сварочной ванны не должен быть большим. Для ее уменьшения следует использовать электроды небольшим диаметром, а величину тока устанавливать на 10-15% меньше, чем, когда сварка проводится в горизонтальном положении внизу.

Дополнительные параметры

Режимы сварки электродуговой включают не только основные, но и дополняющие их параметры. Такие режимы дуговой сварки так же оказывают влияние на конечное получение сварного шва.

Вылет электрода

Вылетом электрода называется расстояние от торца электрода до поверхности металлической детали. Он оказывает влияние на процесс сварки и размеры получаемого шва.

Увеличение этого параметра снижает стабильность горения дуги. Металл начинает сильнее разбрызгиваться. Маленький вылет делает затруднительным наблюдение за сварочным процессом. Набрызгивание происходит на сопло.

Толщина электродного покрытия

Режимы ручной дуговой сварки включают особенности электродов, в частности, его покрытие, а именно его толщина. Этот параметр регламентирует ГОСТ 9466. Оптимальное покрытие предполагает нахождение его торцевого размера в пределах 0,5-2,5 мм. Применение проводников тока с такой толщиной покрытия обеспечивает получение прочного шва, выдерживающего большие нагрузки.

Число проходов

Однопроходной способ сварки предполагает сваривание одним слоем. Колебательные движения при этом не делаются.

Он применяется при сварке деталей небольшой толщины, когда ширина шва не превышает 14-15 мм. При этом уменьшается величина остаточных деформаций.

Для стыковых соединений, особенно при сварке толстых элементов, используют несколько слоев, и этот способ называется многопроходным.

Шов, осуществленный за один проход, имеет ванну большего размера. Преимуществами являются высокая производительность процесса и экономичность способа. К недостаткам относятся снижение пластичности шва и слишком большая зона нагрева. Все швы при многопроходной сварке выполняют электродами одного размера.

Интересное видео

Выбор режима сварки: сила тока, длина дуги, полярность

Выбор режима сварки: сила тока, длина дуги, полярность

Чтобы получить качественный и надежный сварочный шов, необходимо понимать, какие электроды лучше всего использовать, какой режим ручной дуговой сварки выбрать. Кроме того, важно учитывать и другие, не менее значимые факторы, такие как: состав и толщину металла, размеры свариваемой заготовки, для каких целей именно она будет использоваться в дальнейшем.

В общем, режим сварки подбирается согласно многим факторам и после анализа полученных данных. Рассмотрим в данной статье сайта mmasvarka.ru основные факторы, которые в той или иной мере, способны повлиять на выбор режима.

Выбор режима сварки

Итак, какие именно факторы влияют на выбор того или иного режима ручной дуговой сварки. В первую очередь, это:

Главные критерии при выборе режима для ММА сварки, конечно же, задаёт характер горения сварочной дуги, стабильность которой зависит от того, насколько правильно подобрана сила тока для каких-то конкретных электродов. Чем выше будет сила тока, тем большими по диаметру электродами можно варить толстый металл. Простыми словами, большие токи обеспечивают лучшее горение дуги и хороший прогрев металла.

Следует знать, что при вертикальном наложении шва, сила тока изменяется в меньшую сторону, чем при горизонтальном, примерно на 15%.

Для потолочных швов, значение сварочного тока, будет и того меньше, примерно на 20%. Очень часто значения касательно силы тока, есть на упаковке с электродами.

К тому же, определить, какую силу тока выставить на сварочном аппарате, можно из нижеприведённой таблицы со значениями.

Средние показатели сварочного тока (А):

• Диаметр электрода (1,6 мм) — электрод с рутиловым и основным покрытием (30-55 А) и (50-75 А);
• Диаметр электрода (2 мм) — электрод с рутиловым и основным покрытием (40-70 А) и (60-100 А);
• Диаметр электрода (2,5 мм) — электрод с рутиловым и основным покрытием (50-100 А) и (70-120 А);
• Диаметр электрода (3 мм) — электрод с рутиловым и основным покрытием (80-130 А) и (110-150 А);
• Диаметр электрода (4 мм) — электрод с рутиловым и основным покрытием (120-170 А) и (140-200 А);

В свою очередь, чтобы правильно определить диаметр электрода, обязательно нужно учесть толщину металла, способ сварки и геометрическое расположение шва. Так, например, для каждого электрода подбирается «свое» собственное значение тока. Если сильно увеличить при этом его показатели, то можно легко прожечь металл или наоборот, не добиться качественного и надежного сварочного шва.

Выбор силы тока в зависимости от диаметра электродов

Тонкий металл, толщиной не более 1 мм, сваривают электродами 1 мм, а сила тока при этом выставляется минимально возможных значений, в пределах 10-30 А. При сварке более толстого металла, до 2 мм, применяются электроды чуть большего диаметра, в 1,5 или 2 мм. Сила тока для сварки этими электродами выставляется в пределах 30-50 А.

Электродом 3 мм варят металл до 4 мм, а силу тока на инверторе выставляются в пределах 60-120 А. Для сварки металлов толщиной свыше 10 мм, уже используются куда более толстые электроды — 4 и 5 мм. Для нормального их использования, на сварочном аппарате приходится выставлять ток, более 120 А.

Длина сварочной дуги

Чтобы добиться хорошего соединения, важно правильно определиться не только с диаметром электродов для сварки, но и длиной сварочной дуги. Среди сварщиков бытует распространенное мнение, что длина дуги, должна соответствовать диаметру применяемого электрода. Однако начинающим электросварщикам очень сложно выдерживать такую короткую дугу, без её увода в сторону.

Поэтому при подборе данного значения, следует отталкиваться от силы тока и диаметра используемых электродов для сварки:

• Для электродов до 2 мм — длина дуги составляет 2-2,5 мм;
• Для электродов 3 мм — длина дуги составляет 3,5 мм;
• Для электродов 4 мм — длина дуги составляет 4,5 мм;
• Для электродов 5 мм — длина дуги выдерживается в пределах 5,5 мм.

Кроме этого, важно учитывать и оптимальную скорость сварки, которая также, во многом зависит от силы тока, и других особенностей. Здесь можно пойти одним проверенным путем, и при правильном подборе скорости сварки, сварочный шов должен получиться приблизительно в два раза больше диаметра используемого электрода.

Обратная или прямая полярность?

Чтобы выбрать режим сварки штучным электродом с покрытием, не менее важно определить, в какой режим работы перевести сварочный инвертор. Всего их два, это обратная и прямая полярность.

Чтобы варить тонкий металл инвертором и не прожечь его впоследствии, сварочный аппарат рекомендуется переводить в обратную полярность, когда поток электродов направлен не на заготовку, а на электрод. И наоборот, если подключить инвертор в прямой полярности, то можно улучшить качество сварки, например, когда нужно проварить толстый металл.

Для подключения инвертора в обратную полярность (для сварки тонкого металла):

• К держателю с электродом подводится плюсовая клемма, а к заготовке клемма с минусом.

Для подключения инвертора в прямой полярности (для сварки толстых металлов):

• К держателю с электродом подводится минусовая клемма, а к заготовке клемма с плюсом.

Чтобы правильно выбрать режим сварки инвертором необходимо учесть множество всевозможных нюансов. Только таким образом получится добиться качественного и надежного сварочного соединения, которое выдержит большие нагрузки.

Определяем правильно параметры режима ручной дуговой сварки

Ручная дуговая сварка (РДС) – это соединение двух деталей при помощи воздействия электрической дуги, горящей между изделием и кончиком электрода. Используется покрытый обмазкой стержень, который плавится по мере горения дуги.

Появляющиеся газы защищают сварочную ванну от посторонних включений, а металл штифта служит присадкой. Каждый сварщик должен уметь правильно подбирать режим сварки, чтобы соединение было прочным, а шов правильным и красивым.

Рассмотрим как это реализовать на практике.

Режим ручной дуговой сварки – это группа параметров (основных и дополнительных), определяющих характер протекания сварочного процесса. Среди них:

• сила тока;
• вид тока (постоянный или переменный);
• полярность в случае постоянного тока;
• скорость ведения электрода;
• диаметр электрода;
• напряжение.

Также на процесс сваривания влияет толщина изделия, наличие и форма разделки кромок, количество проходов и положение деталей в пространстве.

Если ошибиться с выбором сварочного режима, возможны: непровары, прожоги, неравномерная толщина и высота шва, недостаточная прочность и герметичность соединения.

Обсудим, как сварщик новичок может правильно подобрать режим ручной дуговой сварки для стыковки различных изделий.

Выбор силы тока, его типа, полярности

Сварочный ток может быть переменным или постоянным. Первый вырабатывают сварочные трансформаторы. Это наиболее доступные по цене аппараты, работающие от сети 220 или 380 В.

Переменный ток постоянно меняет направление движения электронов из-за частоты 50-60 Гц, поэтому дуга горит менее стабильно, трещит, порой “гуляет”.

Подходит для сварки неответственных конструкций из малоуглеродистой стали (ворота, калитка, забор, входные двери и пр.).

У больших трансформаторов регулировка силы тока осуществляется сведением или разведением первичной и вторичной катушки путем вращения рукоятки. У современных маленьких трансформаторов для регулировки предусмотрен небольшой круговой переключатель ступенчатого или плавного типа.

Постоянный ток для РДС вырабатывают инверторы и сварочные выпрямители.

У “постоянки” движение электронов происходит всегда в одном направлении, поэтому дуга горит стабильно, тихо шелестит, снижается разбрызгивание расплавленного металла.

Постоянным током от аппаратов ММА варят ответственные конструкции из мало и высокоуглеродистой стали, чугуна, нержавейки. Сила тока регулируется ступенчатыми переключателями или поворотными колесиками на лицевой панели.

Выбор полярности

У переменного тока полярности нет, а у постоянного есть. Поскольку электроны постоянно движутся от минуса к плюсу, подключая к разным полюсам держатель или зажим массы, получаем несколько эффектов при сварке.

По физическим законам тепло концентрируется на “+”. Поэтому при прямой полярности (“-” на держателе, а “+” на изделии), обеспечивается: глубокое проплавление, небольшая ширина шва, стабильное горение дуги.

Прямую полярность выбирают для резки или сварки толстых деталей 5 мм и более.

Обратная полярность подразумевает подключение держателя к “+”, а изделия к “-”. Здесь электроны с отрицательным зарядом движутся от изделия к электроду, что уменьшает температуру тепловложения примерно на 1000 ⁰С. Благодаря этому снижается глубина проплавления, увеличивается ширина шва.

Но сам электрод горит гораздо быстрее, что увеличивает затраты на расходники. Обратную полярность выбирают для сварки тонких заготовок 1-3 мм. Еще на таком режиме сваривают нержавеющую сталь, чтобы снизить выгорание легирующих элементов.

Во время соединения чугуна в сварочной ванне меньше бурлит углерод, снижается количество пор.

Выбор силы тока

Силу тока при ручной дуговой сварке выбирают исходя из толщины металла и диаметра стержня электрода, а также пространственного положения шва. Все эти параметры взаимосвязаны.

Если установить слишком высокий ток, электрод будет сгорать еще в воздухе, а электрическая дуга станет трудно контролируемой, увеличится разбрызгивание жидкого металла.

На большой силе тока неизбежны прожоги при сварке листовой стали.

Недостаточная сила тока приведет к короткой дуге, которая будет тухнуть при малейшем отдалении кончика электрода. Проплавление будет неглубоким, и соединение быстро разрушится. Новички могут запомнить среднее значение – на каждый мм толщины заготовки необходимо 40-50 А сварочного тока. Но эти показатели могут уменьшаться в зависимости от других факторов.

Возможность повышения ампер напрямую связана с характеристиками аппарата. Поэтому при выборе инвертора заранее подумайте, какое сечение придется варить. Покупайте модели с максимальным током 200, 300 или 500 А, соответствующим вашим задачам.

Сварочные покрытые электроды бывают диаметром 1,6/2/3/4/5/6 мм. Чем толще заготовки, тем больше должно быть сечение стержня. Если сваривать толстый металл тонкими электродами, штифт будет перегреваться и распадется еще в воздухе. Или его обмазка перегреется и обсыпется, а сварка голым электродом оставит сварочную ванну незащищенной (появятся поры).

Слишком большой диаметр электрода будет “душить” электрическую дугу, не давая ей нормально гореть. Сварщику станет трудно контролировать маленький воздушный зазор, неизбежны прилипания конца электрода к изделию. Предлагаем сварщикам-новичкам таблицу режимов сварки исходя из сечения металла заготовок и диаметра электродов.

Толщина заготовок, мм Диаметр электрода, мм Сила тока, А

1	1,5	25-40
2	2	60-80
3	3	100-140
4	3	120-150
5	4	150-200
6-10	5	230-300

В режим сварки входит скорость ведения электрода. Чем тоньше металл, тем быстрее нужно вести сварку, и наоборот. Задержки электрода на одном месте при соединении листовой стали приводят к прожогам. Слишком быстрое ведение электрода на толстых деталях не обеспечивает надлежащий провар и достаточный наружный валик. Как следствие, соединение получается слабым.

На заготовках сечением 5 и более мм требуется наложение шва путем совершения кончиком электрода повторяющихся движений. Это могут быть: зигзаги, кольца, восьмерки, лесенка, елочка. На тонком металле наоборот электрод ведут ровно без поперечно-колебательных движений.

Учитываем положение соединения в пространстве

• a) нижнее;
• б) горизонтальное;
• в) вертикальное;
• г) потолочное.

Кроме толщины металла и диаметра электрода, при выборе режима сварки играет роль положение соединяемых деталей в пространстве. Приведенные в таблице выше параметры актуальны для нижнего положения, когда жидкий металл остается на месте.

На вертикальных стыках капли стекают под действием силы тяжести, поэтому силу тока убавляют на 10-15%. Если предстоит выполнить потолочный шов, сила тока снижается на 15-20%.

Порой требуется вести сварку прерывистой дугой, давая наложенному валику остыть, иначе неизбежны прожоги. Этот метод сварщики применяют на тонком металле 1-1,5 мм при вертикальных и потолочных швах.

Учитываем напряжение

В подбор правильного режима сварки входит установка напряжения, соответствующая технике накладки шва. Чем короче дуга (воздушный зазор между концом электрода и поверхностью изделия), тем она четче и легче управляется.

Но не везде можно подлезть электродом близко к заготовкам (порой сварщику не видно сварочную ванну в таком положении). Тогда приходится увеличивать дугу, но с ростом зазора должно повышаться и напряжение, выдаваемое аппаратом.

Эта величина находится в диапазоне 20-36 В. На одних сварочных аппаратах напряжение автоматически повышается и понижается по мере регулировки силы тока. На других – предусмотрена ручная отдельная установка ампер и вольт, что позволяет более точно настроить сварочный режим.

Выдаваемые инвертором характеристики ВАХ напрямую зависят от входящего напряжения. Хоть производители и указывают, что аппарат варит при просадках до 180 V, а некоторые модели даже работают при 140 V, максимальная сила тока непременно падает.

Поэтому, если в розетке на месте работы нет заявленных 220 или 380 В, нужно устанавливать на табло инвертора более высокую силу тока, чем положено, ведь фактические значения будут гораздо ниже.

Здесь режим сварки подбирается опытным путем с пробами дуги на заготовке, ведь падение напряжения и возможности аппаратов везде разные.

Учитываем необходимость разделки кромок и количество проходов

При толщине детали 5 мм и более, необходима разделка кромок. На пластинах сечением 5-8 мм выполняют односторонний скос 45⁰, чтобы при сведении сторон получилась v-образная форма. Когда толщина деталей составляет 10 и больше, потребуется х-образная разделка. Без такой предварительной подготовки швы будут держать стороны лишь на поверхности, и соединение может разрушиться под нагрузкой.

В режим сварки входит количество и технология выполнения проходов на одном стыке, что определяет прочность соединения. Например, для заготовки сечением 10 мм с х-образной разделкой кромок потребуется:

• Сварка корневого шва электродом диаметром 3 мм с силой тока 100 А.
• Аналогичная проверка корневого шва на обратной стороне.
• Поочередное последующее наложение швов электродом диаметром 5 мм с силой тока 300 А.

Освоив эти принципы подбора режима сварки, получится определять правильные параметры для каждого типа соединения. Благодаря этому ваши швы будут прочными, герметичными и красивыми.

Ответы на вопросы: определяем правильно параметры режима ручной дуговой сварки Как подобрать ток при сварке новичку?

Возьмите черновой кусок металла с такой же толщиной, как основное изделие, и установите силу тока, примерно 40 А на каждый мм сечения. Зажгите дугу и проварите шов. Если глубина проплавления малая, добавьте ампер. В случае прожига и слишком широкого шва, убавьте силу тока.

На какой полярности лучше учиться варить новичку?

Если вы учитесь работать сваркой на толстых деталях от 4 мм, устанавливайте прямую полярность. Для сваривания листового железа 1-3 мм лучше применять обратную полярность.

Какие электроды выбрать для сварки?

Кроме диаметра стержня, учитывайте тип покрытия. В большинстве случаев новичкам подойдут рутиловые электроды.

Как держать электрод относительно поверхности изделия?

Допустима сварка покрытым электродом под углом 30-60⁰. Здесь все зависит от пространственного положения и удобства видимости сварочной ванны. Вести шов можно слева-направо, от себя или на себя.

Залипает электрод при сварке, что делать?

Обычно это происходит при сваривании тонкого металла. Повысьте силу тока на 5-10 А. Новичкам помогут инверторы с функцией форсажа, которая кратковременно автоматически добавляет силу тока для предотвращения прилипания электрода, а затем возвращает настройки в первоначальные пределы.

Как правильно возбуждать сварочную дугу?

Первый способ – чирканье. Проводите кончиком стержня слева-направо, не отрывая его от заготовки. Как дуга загорится, установите воздушный зазор в 3-5 мм. Второй способ – постукивание.

Стучите концом по одному месту, пока не появится электрическая дуга. Опытные сварщики чаще всего применяют этот метод.

Аппараты с функцией горячего старта облегчают поджиг, поскольку выдают при касании повышенную силу тока.

Не получаются вертикальные швы, что посоветуете?

Попробуйте варить прерывистой дугой. Соедините две стороны и на мгновение отведите кончик электрода, чтобы разорвать контакт. Сразу же поднесите его обратно и наложите следующую “полочку” присадочного металла. Постепенно поднимайтесь вверх, пока не закончите стык. Не пугайтесь застывших сосулек из шлака. При вертикальной сварке всегда такой эффект. На вид шва это не влияет.

Остались вопросы

Оставьте Ваши контактные данные и мы свяжемся с Вами в ближайшее время

Как правильно выбрать режим ручной дуговой сварки (РДС) | Всё для сварки

Начиная работать с ручной дуговой сваркой, необходимо правильно выбрать режим сварки. На качество сварного шва влияет множество параметров, которые подбираются непосредственно до начала работы:

• сила тока;
• длина дуги;
• скорость сварки;
• полярность тока;
• расположение шва в пространстве;
• диаметр электрода.

Сила тока

Этот параметр смело можно назвать самым важным во время работы с ручной дуговой сваркой.

Сила тока влияет на качество шва и производительность сварочных работ. Какую величину силы тока выставить всегда указано в документации на сварочный аппарат.

Если по какой-то причине документации нет, необходимое значение подбирается исходя из диаметра электрода. Эту информацию многие производители электродов размещают прямо на упаковке.

Размер подбираемого электрода зависит от толщины свариваемой заготовки.

Обратите внимание, что чем толще электрод, тем меньше плотность тока, что негативно сказывается на сварочной дуге. Это в свою очередь снижает качество сварного шва из-за увеличения ширины шва и уменьшения глубины провара. Помимо этого, на величину силы тока влияет то, как расположен шов в пространстве.

Таблица 1. Соотношение сварочного тока и диаметра электрода

Диаметр	Длина электрода	Сварочный ток, А
Нижнее	Вертикальное	Потолочное
2	250, 300	60-90	50-70	50-70
2,5	250, 300, 350	60-110	60-90	60-90
3	300, 350	110-140	80-110	80-110
3,25	300, 350	100-140	80-110	80-110
4	450	160-220	140-180	140-180
5	450	180-260	160-200	—

Длина дуги (напряжение дуги)

Под ней понимают расстояние от поверхности свариваемой заготовки до конца электрода. В идеале это расстояние нужно поддерживать неизменным во время всего процесса сварки, но выполнить это сложно даже профессионалам своего дела. В итоге оптимальной длиной дуги считается величина на 1-2 мм больше диаметра электрода.

Таблица 2. Соотношение диаметра электрода и силы тока

Примерное соотношение диаметра электрода и длины дуги
Диаметр электрода, мм	1	1,5-2	3	3-4	4	4-5	5	6-8
Длина дуги, мм	0,6	2,5	3,5	4	4,5	5	5,5	6,5

Скорость сварки

• На эту величину влияют толщина свариваемой заготовки и толщина сварного шва.
• Скорость сварки должна быть такой, чтобы расплавленный металл образовал над свариваемыми кромками аккуратный валик с плавными спусками к поверхности самой заготовки и чтобы ширина шва была в 1,5-2 раза больше диаметра электрода.
• Если вести электрод слишком медленно, то это приведет к непровару из-за скопления большого количества расплавленного металла перед сварочной дугой.

А если перемещать электрод слишком быстро, то это опять же приведет к непровару, но уже из-за недостаточного нагрева поверхностей свариваемого металла. Что впоследствии может привести даже к трещинам. Во время сварки необходимо контролировать равномерное заполнение сварочной ванны расплавленным металлом.

Полярность тока

Есть аппараты для ручной дуговой сварки, у которых на выходе — постоянный ток. Именно при постоянном токе появляются два варианта подключения свариваемой заготовки и электрода:

• прямая полярность-свариваемая заготовка подключается на плюс, а электрододержатель — на минус;
• обратная полярность-свариваемая заготовка — на минус, электрододержатель — на плюс.

Обратную полярность при подключении используют при сварке высоколегированных сталей и тонколистового металла, потому что на отрицательном полюсе выделяется меньше тепла, что позволит избежать их перегрева и, как следствие, прожига металла.

Прямую полярность хорошо использовать для сварки толстостенных деталей. Например, низколегированные стали (с содержанием углерода меньше 0,2%) можно сваривать на любой полярности.

Розжиг сварочной дуги

Разжечь дугу можно:

• чиркая электродом, как спичкой;
• постукивая электродом по заготовке.

Попробуйте оба метода и выбирайте для себя тот, которым у вас получается делать это быстрее всего.