3. Ручная электродуговая сварка.
Сварочная дуга является мощным концентрированным источником тепла. Максимальная температура в зоне горения дуги может достигать 5000…7000 0К.
Почти вся электрическая энергия дуги переходит в тепловую:
,
кал/сек,
где 
–
напряжение на дуге, В
– сила сварочного тока, А.
Из этой формулы следует, что мощность источника питания сварочной дуги определяется произведением силы тока, проходящего через электрод, и напряжения между электродом и свариваемой деталью.
3.1. Источники электропитания.
Питание сварочной дуги выполняется от источников переменного или постоянного тока, которые должны обеспечивать легкое возбуждение и последующее стабильное горение дуги.
Величина напряжения холостого хода должна быть в 2,5…3 раза выше рабочего напряжения и составлять:
для источников постоянного тока более 30…35 В,
для источников переменного тока более 50…55 В.
Максимум напряжения холостого хода с позиций безопасности сварщика составляет 90 В для однофазного трансформатора.
Основными показателями источников питания являются:
– величина напряжения холостого хода, В;
– форма внешней характеристики;
– мощность, кВт;
– продолжительность работы (ПР), %;
– продолжительность включения (ПВ), %.
Величина продолжительности работы ПР определяется отношением времени работы tристочника под нагрузкой к длительности полного циклаtцего работы:
,
%.
Так, если tр= 3 мин, аtц= 5 мин, тоПР= 3/5 * 100 = 60 % .
Аналогично вычисляется продолжительность включения ПВ; отличие ПВ от ПР только в том, что при ПВ в период паузы производится выключение источника от сети питания (это делается в установках автоматической и полуавтоматической сварки на переменном токе).
Источники постоянного тока это сварочные генераторы (электромотором переменного тока вращается вал генератора постоянного тока), сварочные агрегаты (карбюраторный или дизельный двигатель вращает вал генератора постоянного тока) и выпрямители (селеновые, германиевые и др.).
К источникам переменного тока относятся сварочные агрегаты и сварочные трансформаторы. В производстве чаще всего используются сварочные трансформаторы, т.к. они конструктивно просты, надежны в работе, позволяют удобно изменять параметры сварки.
3.2. Плавящие электроды.
Электроды для ручной электродуговой сварки представляют собой стержни длиной от 350 до 450 мм, изготовленные из сварочной проволоки диаметром от 0,3 до 12 мм, на поверхность которой нанесена обмазка (покрытие). Для зажатия электрода в электродвигатель один конец его не имеет покрытия на длине 20…30мм.
Покрытие необходимо для повышения устойчивости горения дуги (ионизация воздушного пространства между электродом и свариваемой деталью), для защиты расплавленного металла от вредного воздействия воздуха, образования защитной шлаковой корки, легирования и рафинирования (очистки) металла сварного шва.
Покрытие электрода расплавляется несколько позже металлического стержня, образуется небольшой защитный чехол, расплавленный шлак всплывает на поверхность металла, пропуская газ и растворяя окислы.
Электроды для ручной электродуговой сварки классифицируются по назначению (для сварки стали, алюминия и чугуна), по физико-химическим и механическим свойствам металла сварного шва и по виду покрытия.