17.2. Выбор режима сварки

Режим сварки представляет собой совокупность таких характеристик технологического процесса сварки, которые обеспечивают получение сварочного соединения с заданными свойствами. При выполнении многослойных швов режим устанавливается отдельно для сварки каждого слоя или прохода. При ручной дуговой сварке параметрами режима сварки являются: диаметр электрода, сила сварочного тока, тип и марка электрода, напряжение дуги, род и полярность сварочного тока, скорость сварки, положение шва в пространстве, предварительный подогрев и последующая термическая обработка.

Выбор режима ручной дуговой сварки часто сводится к определению диаметра электрода и силы сварочного тока. Это связано с тем, что при ручной сварке напряжение постоянно находится в пределах 20—36 В, а скорость сварки зависит от силы тока, заданного сечения и числа проходов шва. Число проходов для многопроходного шва:

n_пр=(F-F₁)/F_п+1, (17.1)

где F— площадь поперечного сечения наплавленного металла шва, мм²; F1—площадь поперечного сечения первого прохода, мм²; Fп — площадь поперечного сечения последующих проходов, мм².

Площадь поперечного сечения шва F определяют суммированием элементарных площадей геометрических фигур, составляющих данное сечение. Площадь поперечного сечения первого прохода F₁ принимается равной 20 мм², а последующих проходов F_п — 30 мм². Если площадь поперечного сечения шва F меньше 20 мм², то число проходов шва принимается равным 1.

Диаметр электрода выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла, типа сварного соединения, типа шва, положения шва в пространстве, размеров детали, состава свариваемого металла. Зависимость диаметра электрода от толщины свариваемого металла приведена ниже (табл.17.2).

Таблица 17.2

Зависимость диаметра электрода от толщины свариваемого металла

Толщина свариваемого металла, мм	1-2	3	4-5	6-12	Свыше 12
Диаметр электрода, мм	1,5-2	3	3-4	4-5	5 и более

При сварке встык листов толщиной до 4 мм в нижнем положении диаметр электрода должен быть равен толщине свариваемой стали.

При сварке стали большей толщины применяют электроды диаметром 4-6 мм. Применение электродов диаметром более 6 мм ограничивается из-за большой массы электрода и электродержателя. Вертикальные, горизонтальные и потолочные швы независимо от толщины свариваемого металла выполняют электродами небольшого диаметра (до 4 мм), так как при этом легче предупредить стекание жидкого металла и шлака сварочной ванны. При многослойной сварке для лучшего провара корня шва первый шов заваривают электродом диаметром 3—4 мм, а последующие швы — электродами большего, но одного диаметра, так как это упрощает процесс сварки.

Сила сварочного тока зависит от марки и диаметра электрода. Учитываются также положение шва в пространстве, вид соединения, толщина и химический состав свариваемого металла, а также температура окружающей среды. С учетом указанных факторов сила тока должна быть максимально возможной.

Сила сварочного тока определяется по эмпирической формуле:

_, (17.2)

где — коэффициент пропорциональности, А/мм;

— диаметр электрода, мм.

Коэффициент пропорциональности зависит от типа электрода и его диаметра и равен 40—60 А/мм (наибольшее его значение принимается при сварке в нижнем положении, а наименьшее — в потолочном и вертикальном положениях).

Если толщина металла менее 1,5 d_э при сварке в нижнем положении, то сила сварочного тока уменьшается на 10—15 % по сравнению с расчетной. Если толщина металла более 3</э, то она увеличивается на 10—15 % по сравнению с расчетной. При сварке на вертикальной плоскости сила тока уменьшается на 10—15 %, в потолочном положении — на 15—20 % по сравнению с нормально выбранной силой тока для сварки в нижнем положении.

Ориентировочная зависимость силы сварочного тока от диаметра электрода приведена ниже (табл.17.3).

Таблица 17.3

Зависимость силы сварочного тока от диаметра электрода

Диаметр электрода, мм	1,5	2	3	4	5	6	7	8	10
Сила сварочного тока, А	25- 40	60- 70	100- 140	160- 200	220- 280	280- 360	370- 450	450- 560	750- 850

Род тока и его полярность устанавливаются в зависимости от вида свариваемого металла и его толщины. При сварке постоянным током обратной полярности на электроде выделяется больше теплоты. Исходя из этого, ток обратной полярности применяется при сварке тонкого металла, чтобы не прожечь его, и при сварке высоколегированных сталей во избежание их перегрева. При сварке обычных углеродистых сталей применяется переменный ток, являющийся более дешевым по сравнению с постоянным.

Ручную сварку можно выполнять во всех пространственных положениях, однако следует стремиться к нижнему положению, как более удобному и обеспечивающему лучшее качество сварного шва.