Ручная дуговая сварка: технология, особенности, виды

 Дуговая сварка является популярной технологией, во время которой тепловая энергия, требуемая для оплавления соединяемых кромок и электрода, достигает благодаря воздействию постоянным или высокочастотным током свариваемые металлические поверхности.

Этот вид сваривания используется на многих производствах и предприятиях. Он обладает простым технологическим процессом, экономичностью расходных материалов.

Все элементы, которые применяются при сваривании, имеют компактные размеры, это намного облегчает маневренность, а высокая производительность обеспечивает около 10 часов беспрерывной работы. И это еще не все положительные качества сварочного процесса.

Краткая характеристика

Ручная дуговая сварка - это распространенный способ сваривания, который обладает важными особенностями. Во время технологии осуществляется быстрое разогревание металла до температурных показателей плавления. Все это достигается благодаря влиянию электрической дуги, возникающей как эффект пробоя воздуха между электродом и свариваемыми заготовками. В область сварного шва вводятся дополнительные материалы, они заполняют зазор, который часто образуется между свариваемыми деталями.

Чтобы точно понять определение ручная дуговая сварка стоит внимательно рассмотреть особенности создания сварочной ванны. Она образуется в области нагревания. В этой зоне смешивается расплавленный металл детали с материалом присадочной проволоки.

Обычно наверх всплывает шлак в расплавленном виде - это сгоревшая обмазка плавящегося электрода или остатки неплавящегося стержневого элемента. Шлак обеспечивает защиту раскаленной металлической основы от вредного воздействия газовых смесей, которые находятся в атмосфере. Данное воздействие может вызвать окисление шва. Это облегчает попадание в его структуру атомов газа, в итоге происходит снижение прочностных качеств сварного соединения.

Ручная дуговая сварка может осуществляться при помощи двух видов электродов - плавящегося и неплавящегося. Первый вид является присадкой, он может применяться без дополнительных элементов. При применении второго вида обязательно в расплав следует вводить присадочную проволоку.

Существует разные техники проведения дугового сварочного процесса. Простая рекомендует использовать простой и недорогой сварочный аппарат переменного или постоянного тока, а также необходимые защитные средства для сварщика.

Важно! Простая технология дуговой сварки предназначена для сваривания черных металлов, которые могут нормально выдерживать контакт с кислородом. Чтобы защитить сварочную ванну, где происходит оплавление стали и железа, требуется среда, выделяемая защитной обмазкой стержней.

Но существуют сложные виды сварок, к примеру, аргонодуговая, которая требует наличия горелки с соплом, через которую подается аргон или другая защитная газовая смесь. Инициирование сварочной дуги осуществляется при помощи короткого замыкания, которое образуется в результате контакта электрода с массой. Показатель температуры дуги может доходить до 50000С.

Преимущества и недостатки

Что такое дуговая сварка мы рассмотрели, но все же пред тем как приступать к этому процессу, стоит узнать его положительные и негативные качества. Эта технология пользуется высокой популярностью, она прекрасно подходит для разных областей производства. При помощи нее можно производить сваривание разных видов металлов, использовать для ремонта важных металлических конструкций.

РД сварка имеет другие не менее важные положительные особенности:

1. Способ сварки РД требует применения недорогих и простых сварочных аппаратов тип РДС. Они обладают компактными размерами и легким применением.
2. Для работы нет необходимости использовать дополнительные средства защиты для сварочной зоны в виде флюса или газовых смесей. С данной функцией отлично справляются электроды.
3. Вид сварки РД позволяет производить работы в любых условиях - на улице, в цехах, на ветру, под плавящимся солнцем. Это имеет особую важность при проведении работ в «полевых» условиях.
4. Ручная сварка отлично подходит для работы с разными видами металлов. Ее можно применять для углеродистых, легированных сталей, чугуна, алюминия, меди.
5. Сварка может применяться для металлических изделий, толщина которых может быть 2-3 сантиметра.
6. Этот вид сварочного процесса обладает простой технологией, с ней может справиться даже неопытный сварщик.

Однако стоит помнить, что технология ручной дуговой сварки имеет отрицательные качества:

1. Проведение ручного дугового сварочного процесса требует постоянные перерывы в работе. Они необходимы для смены расплавленного электрода на новый.
2. При отсутствии опыта или во время сваривания толстых металлических изделий может наблюдаться чрезмерный расход электродов. Замена производится, когда длина электрода достигает 5 см и меньше.
3. Технология ручной дуговой сварки плавящимся электродом сопровождается образованием шлака. Он оказывает положительное влияние на состояние сварочного процесса, шлак защищает область сварной ванный от кислорода. Однако после работы поверхность необходимо будет хорошо очистить, и это может вызвать некоторые сложности.
4. Качество сварных соединений напрямую зависит от квалификации сварщика.
5. Ручная сварка по сравнению с другими методами сваривания имеет низкий КПД и относительно невысокую производительность.
6. При помощи ручной дуговой наплавки угольным электродом не получится сварить изделия из оловянной или цинковой основы, а точнее все металлы, имеющие низкую температуру плавления. Это связано с тем, что при проведении сварки электрической дугой отмечается сильное повышение коэффициента тепловложения.

7. Ручная дуговая сварка плавящимся электродом не предназначена для работы с титаном, танталом и любыми другими видами металла, которые имеют активные химические свойства. Стержневые элементы не смогут предотвратить окисление области шва.
8. Во время проведения сварки ток проходит по всей длине электрода. Если его показатели будут высокими, то стержень перегреется и сварное покрытие разрушится.

Важно! Перед тем как начинать сварочный процесс необходимо не только узнать что такое ручная дуговая сварка, но также нужно научиться пользоваться оборудованием. Желательно предварительно пройти обучение, научится выставлять правильные режимы для определенных видов металла. От этого зависит прочность и качество сварного шва.

Назначение

Ручная дуговая сварка MMA пользуется широкой популярностью. Ее применяют при сваривании конструкции разного назначения и размера. Она может использоваться при выполнении обычных работ в доме, на даче, а также в более широких масштабах - а производстве при изготовлении огромных изделий из металла.

Среди главных областей промышленности, где применяют данный вид сварочной технологии, можно выделить:

• разные сервисные и ремонтные работы, к примеру, автомобильная техника;
• сваривание трубных конструкций для воды, газа, нефтяных продуктов;
• кораблестроение (сварка листов корпуса);
• многие разновидности машиностроения.

РД сварочные работы часто применяются для проведения наплавок на поверхность деталей иных видов металла. Этот метод нашел широкое применение в бытовых условиях, его часто используют для сваривания беседок, скамеек, мангалов, качелей, применяют для ремонта изделий из металлической основы.

Виды дуговой сварки

РД сварка металлоконструкций может проводиться разными способами, которые могут отличаться технологией, видами используемого оборудования и расходных материалов.

Выделяют несколько классификаций, которые пользуются высоким спросом:

• в зависимости от вида механизации - механизированный или автоматизированный способ;
• в соответствии с видом и полярностью тока;
• тип электрической дуги;
• разновидность используемой защиты сварочной области;
• в зависимости от используемых электродов.

Но стоит учитывать, что каждый вид имеет подвиды сварочного процесса. Каждый из них имеет определенную технику проведения. Все же стоит рассмотреть каждую классификацию сварки с использованием дуги.

В соответствии с автоматизацией сварных работ выделяют:

1. Ручного типа.
2. Полуавтоматическая - подача проволоки для сварочного процесса осуществляется автоматически, а движение электрода производится вручную.
3. Автоматического вида - передвижение проволоки и электрода производится автоматически.

В зависимости от вида и полярности тока сварка бывает:

1. С использованием постоянного тока. Осуществляет соединение поверхностей при помощи тонкого шва.
2. С применением высокочастотного тока. Плавление электрода осуществляется струйно, устраняются прорези, привариваются прихваты.
3. Импульсная.
4. С применением переменного тока. Обычно эта технология применяется для разрезания металлических листов.

В зависимости от типа защитного средства от влияния кислорода:

• шлаковая;
• флюсовая;
• инертно-газовая.

Стоит отметить! Все способы защиты могут зависеть от условий и целей рабочего процесса. Главное назначение состоит в предотвращении попадания в сварочную область кислорода, который негативно влияет на прочность шва.

В зависимости от видов используемых электродов:

1. Плавящийся стержень с обсыпкой. Используется для формирования сварочной зоны и соединения кромок.
2. Неплавящийся стержень из вольфрама. Применяется для формирования напылений, восстановления поврежденных или разрушенных заготовок, наваривания наплывов.

В соответствии с условиями горения выделяют:

1. Открытая дуга. Она видима, но наблюдение за ней должно производиться через специальные средства для защиты глаз. Открытый вид применяется при проведении ручной технологии и сварок с защитными газами.
2. Закрытая. Вид дуги невозможно увидеть визуально. Она присутствует в составе расплавленной металлической смеси - флюсе, шлаке.
3. Полуоткрытого вида. Дуга видна. Но видеть возможно только одну часть. Первая имеется в металле, а вторая располагается над ним. Наблюдать за сваркой рекомендуется только через элементы для защиты глаз. Этот вид дуги используется при сваривании алюминия автоматическим способом.

По способу защиты сварной ванны:

• без использования защитных элементов - голый электрод, стабилизирующее покрытие электрода;
• применение шлаковой защиты - под флюсом, толстопокрытые стержни;
• шлакогазовая защита - стержни толстопокрытого типа;
• газовая защита - в газовой среде;
• комбинированные защитные средства - среда из газа, покрытие, флюс.

Особенности технологии

Техника и технология дуговой ручной сварки основывается на создании замкнутого контура, по которому проходит ток разного вида - постоянного, переменного или высокочастотного импульсивного типа. Образование дуги происходит во время моментальной подаче напряжения к электроду после его касания со свариваемой металлической поверхностью.

Тепло, которое необходимо для плавления кромок, получают от электрической дуги. В зоне действия дуги происходит образование области жидкого расплава, в которой возникает перемешивание металла обеих заготовок. Во время остывания они кристаллизуются, образуют единое целое, а именно сварной шов. Данную область расплава, перемещающуюся вслед за электродом и дугой вдоль линии шва, называют сварочной ванной.

Металлический стержень электрода покрывают специальным составом, который называется флюсом. Во время сильного нагревания он расплавляется, образует инертный газ, который формирует защитное облачко над рабочей зоной и предотвращает окислительные процессы при взаимодействии расплава с кислородом.
Для поддержания электродуги на держатель и на заготовки подается напряжение от источника.

Важно! Технологический процесс ручной дуговой сварки обычно проводится с использованием постоянного или переменного тока. Для этого применяются специализированные или универсальные источники.

Технология выполнения ручной дуговой сварки цветных металлов и сплавов, которые проявляют высокую химическую активность в нагретом состоянии, выполняется в атмосфере специально подаваемых газов с защитным действием в рабочую зону.

Имеется несколько основных приемов и движений стержней относительно поверхностей:

• затягивание отверстий и прожогов «перетаскиванием». Во время этого процесса расплавленная металлическая смесь натягивается с поверхности на поверхность при помощи электродов;
• сварочный процесс «полумесяцем» или «зигзагом».

Обычный балансный инвертор с мощностью 220 В при номинальном повышении тока может применяться для разрезания листовых металлических заготовок, а также в виде прутка. При стандартном режиме аппарат используется для сварочного процесса.

Чтобы выполнение ручной дуговой сварки было правильным, а шов качественным, стоит запомнить несколько важных правил:

1. Подача тока должна осуществляться постоянно.
2. Все поверхности и электроды должны быть в сухом состоянии, иначе сварочная ванна начнет искрить, а шов будет кривым и непрочным.
3. Сварочный кабель не должен иметь трещин, повреждений, обрывов. В противном случае ток перейдет в фазу, и электрод залипнет в сварочной ванне. В результате это приведет к замыканию и порче сварного шва под воздействием раскаленного электрода.

Подбор электродов

Технология ручной дуговой сварки покрытыми электродами требует применение качественного присадочного материала, это является важным условием. От выбора электродов зависит качество сварного шва. Стержни подбираются в соответствии с видом металла, который будет подвергаться свариванию.

При проведении ручной дуговой наплавки покрытыми электродами стоит учитывать свойства стержней, которые зависят от типа покрытия. Электроды, которые применяются для РДС, обычно имеют рутиловое или основное покрытие.

Данные электроды обладают важными особенностями:

1. Электроды с рутиловым покрытием часто применяют новички. Это связано с тем, что при их применении намного легче можно разжечь и вести дугу.
2. В продаже можно встретить огромный выбор электродов с рутиловым покрытием - бюджетные и дорогие марки. Опытные сварщики не рекомендуют применять для сварки дома слишком дорогие виды, потому что они не смогут до конца раскрыть потенциал.
3. Рутиловые стержни имеют существенный недостаток - при их использовании в сварном шве наблюдается повышенное содержание водорода, это может сильно ухудшить качество соединения.
4. При использовании электродов со рутиловым покрытием предотвращает сильное разбрызгивание металла во время расплавления.
5. Стержни с основным покрытием часто выбирают профессиональные сварщики с большим опытом. С ними достаточно тяжело работать, потому что дуга разжигается достаточно тяжело, и в процесс сварочного процесса она постоянно должна быть короткой.
6. Применение электродов с основным покрытием позволяют получить отличное качество сварного шва.
7. Стержни, имеющие основное покрытие, прекрасно подходят для сваривания тонкого металла.

Электроды для РДС и других видов дуговой сварки должны подбираться в зависимости от экономических факторов. Ручной дуговой сварочный процесс достаточно медленный, поэтому рекомендуется знать скорость наплавки стержня, чтобы установить, сколько времени и электродов потребуется на формирование сварного шва.

Обратите внимание! В продаже встречаются высокопроизводительные швы, которые повышают производительность рабочего процесса. Однако они подходят для создания горизонтальных швов.

Что означает маркировка

Рассматривая все о дуговой ручной сварке, стоит особое внимание уделить электродам, именно эти компоненты помогают сформировать прочный и качественный сварной шов. Важно учесть, что маркировка стержней определяет важные функции и качества:

• для каких металлов предназначены стержни;
• положения их удерживания при сварочном процессе - вертикальное, горизонтальное, под углом;
• толщину и состав покрытия.

Вид маркирования сочетает буквы и цифры. Сразу после названия и марки идет буква, которая определяет назначение стержней:

• У - для низколегированной и среднеуглеродистой стали;
• Т - для легированной с высокой теплоустойчивостью;
• Н - для наплавления;
• А - для металлических основ пластичного типа.

Затем идет буква, которая указывает на показатель толщины покрытия: М - тонкое покрытие, С - средняя толщина, Д - толстое, Г - сильно толстое. После идет буквенное обозначение типа стержня. Если это Е, то он является плавящимся.

После букв идут цифры. Они указывают на степень возможного предела прочности на растяжение, показатели относительного удлинения, температурный режим сохранения ударной вязкости. Они важны только для профессионалов, работающие на ответственных и важных предприятиях.

После цифр следуют буквы, которые указывают на тип материала обмазки стержня:

1. А - кислотное соединение.
2. Б - из щелочей.
3. Ц - из целлюлозы.
4. Р - рутиловое.
5. П - другие разновидности.

Далее идут последние цифры в маркировке электродов, и они означают важные параметры стержней - положение в пространстве, в котором можно производить способ сварки РДС, и характеристики тока для сварочного процесса.

Как нужно варить швы в разных положениях

Перед тем как приступать к ручной дуговой сварке покрытыми электродами, стоит рассмотреть ее технологию и способы проведения. Этот процесс может выполняться в разных пространственных положениях, и каждый способ обладает важными отличительными особенностями.

Нижнее положение

РД по сварке в нижнем положении рекомендует проводить полное проплавление сечений. Чтобы это получить, требуется надежно зафиксировать свариваемые элементы. Это сможет поддерживать подходящие параметры сварочной области. Чтобы повысить качество можно подложить съемные подкладки из медной основы.

Вертикальное положение

РД по сварке металлоконструкций в вертикальном положении осложнено тем, что расплавленные металлы под воздействием силы тяжести будут стекать вниз. Это может негативно отразиться на качестве сварного шва.

Именно по этой причине сварочный процесс в вертикальном положении выполняют сверху вниз, чтобы расплавленный металл стекал на уже сформировавшийся сварной шов. Однако данная технология значительно замедляет скорость выполнения сварочных работ. Часто для нее применяют специальные электроды.

Потолочное положение

Создание швов и наплавка валов ручной дуговой сваркой в данном положении достаточно тяжелый процесс. Чтобы расплавленный металл не стекал и не капал вниз, требуется создать силу поверхностного натяжения. Она сможет удерживать жидкий металл, но при условии, если последний будет иметь небольшую массу.

Опытные сварщики советуют при проведении сварочного процесса в потолочном положении максимально уменьшить размеры сварочной ванны. Чтобы это осуществить требуется постоянно прекращать сварочные работы, чтобы расплавленный металл смог нормально кристаллизоваться.

РД на сварные швы является популярным и проверенным способом, который применяется уже на протяжении длительного времени. Сварочный процесс обладает простой и легкой технологией, которая не требует большого опыта. Оборудование и материалы, которые используются для проведения сварочных работ стоят дешево, а их использование не вызовет особых сложностей. А главное этот метод прекрасно подходит для бытовых и производственных работ.

Интересное видео