1.5. Техника ручной дуговой сварки

Ручная дуговая сварка широко применяется при изготовлении металлоконструкций, а также для сварки самых различных металлов и сплавов толщиной от 2 до 100 мм. Особенно ручная сварка удобна и выгодна при выполнении коротких швов и швов криволинейной формы в любом пространственном положении, а также при наложении швов в труднодоступных местах. Ручная дуговая сварка обеспечи­вает хорошее качество сварных соединений. Недостатком ручной дуго­вой сварки является ее малая производительность по сравнению с автоматическими и механизированными способами.

Применяемые при сварке сварные соединения подразделяются на четыре вида: стыковые (рис. 1.11, а, б), тавровые (рис.1.11,в,г), нахлесточные (рис. 1.11, д) и угловые (рис. 1.11,е).

Рис. 1.11. Типы сварных соединений:

а, б - стыковые; в, г - тавровые; д - нахлесточное; е - угловое

Перед сваркой кромки свариваемых деталей тщательно подго­тавливают: зачищают поверхности до металлического блеска, со­единяют детали друг с другом прихватками - короткими швами, служащими для сборки деталей под сварку.

Кромки свариваемых деталей, начиная с 3 мм и выше, подвер­гаются специальной операции, которая называется разделкой кромок. Эта технологическая операция предшествует сварке. При разделке кромок снимается часть металла посредством строгания, фрезерования или кислородной резки с приданием им заданной формы для последующего заполнения ее присадочным металлом в один или нес­колько проходов. На рис. 1.11 представлены сварные соединения:

- а, в, д, е, выполненные без разделки кромок,

- б, г - с разделкой кромок.

Положение, в котором выполняется сварка, может быть нижнее, горизонтальное, потолочное, вертикальное, «в лодочку», полувертикальное, полугоризонтальное, полупотолочное.

При движении электрода вниз вдоль своей оси (подача электрода) и оси будущего шва наплавляется ниточный валик, а при дополнительном движении электрода вдоль оси шва с поперечными колебаниями - широкий" валик.

Ручная дуговая сварка углеродистых и низколегированных ста­лей в нижнем положении осуществляется на следующих рекомендуемых режимах (табл. 1.1).

Таблица 1.1

Толщина металла, мм	1-2	2-5	5-10	>10
Диаметр стержня электрода, мм	1,5-2	3-4	4-6	>6
Сила тока, А	45-65	80-100	130-150	210-240

Ручная дуговая сварка низкоуглеродистых и низколегированных сталей, широко применяемых в строительстве, выполняется электродами типа Э42 (Э - электрод; 42 - гарантированное временное сопроти­вление разрыву наплавленного металла, кгс/мм²), Э42А (A- означает повышенную вязкость и пластичность металла шва), Э46,Э46А, Э50, Э50А.

2. Основы автоматической и механизированной дуговой сварки

2.1. Основы автоматической сварки под флюсом и механизированных способов сварки.

Процесс автоматической сварки под слоем флюса принципиально отличается от сварки открытой дугой.

При автоматической сварке под слоем флюса (рис. 2.1.) дуга 6, горящая между электродной проволокой 10 и изделием, находится под слоем флюса 4. Флюс обеспечивает защиту расплавленного металла от воздуха, стабилизирует горение дуги, обеспечивает условия для удаления газов и неметаллических примесей из сварного шва, а также производит легирование наплавленного металла. Флюс 4, расплавляясь, образует на поверхности жидкого металла 5 слой жидкого шлака 8. Дуга 6 горит в атмосфере 7, состоящей из паров металла, газов и продуктов химических реакций в сварочной ванне. Электродная проволока 10 подается правильно-подающим механизмом 11 (V_п - скорость подачи проволоки). Сварочный ток I_св от источника питания через мундштук 9 подводится к электродной проволоке 10. По мере перемещения происходит кристаллизация сварочной ванны и образуется шов 2, который соединяет в одно целое свариваемые детали, а расплавленный шлак при остывании образует шлаковую корку 3.

Главным условием устойчивого горения сварочной дуги является равенство скорости плавления сварочной проволоки V_пл и скорости ее подачи в зону дуги V_п. При сварке непрерывно нарушается ра­венство V_пл=V_п в связи с колебаниями напряжения в сети, из­менением длины дуги l_д из-за неровностей металла, пробуксовывания проволоки в подающих роликах и т.п.

Рис.2.1. Схема процесса автоматической сварки под флюсом:

1 – изделие; 2 - шов; 3 – шлаковая корка; 4 – флюс; 5 – сварочная ванна жидкого металла; 6 – дуга; 7 – газовая атмосфера; 8 – оболочка из жидкого шлака; 9 – токоподводящий мундштук; 10 – электродная проволока; 11 – ролики подающего механизма.

Основным узлом сварочных автоматов и полуавтоматов является сварочная головка. По принципу работы (способу восстановления равенства V_пл=V_п) различают сварочные головки с постоянной и регулируемой (переменной) скоростью подачи проволоки.