Как правильно подобрать сварочный ток?

Расчет значения сварочного тока при работе электродом диаметром 2, 3, 4 мм. Как правильно выбрать токовый режим сварки. Влияние полярности, толщины и материала заготовки.
Содержание

Как правильно подобрать сварочный ток?

Что влияет на выбор сварочного тока

При выполнении сварочных работ, качество получаемого соединения зависит в первую очередь от того, насколько правильно выбран режим сварки. Основным регулируемым параметром процесса или главной режимной характеристикой является электрический ток, который называют сварочным током.

Сила тока при сварке зависит главным образом от параметров заготовки, которую предстоит варить и от некоторых других факторов.

Основные понятия

Сварочный ток, кроме своего абсолютного значения, выражаемого в амперах, характеризуется постоянством или периодическим изменением во времени величины и направления.

В первом случае ток называется постоянным. Его источниками являются сварочные выпрямители, автономные сварочные генераторы, а также современные аппараты для сварки, использующие инверторные технологии.

Если направление и (или) величина тока меняются во времени, то его называют переменным. Источниками переменного сварочного тока служат понижающие трансформаторы, первичная обмотка которых включается в сеть переменного тока 220 или 380 вольт.

На выбор параметров сварки, то есть ее режима, влияют следующие факторы, тесно между собой связанные:

  • толщина свариваемой заготовки;
  • вид металла или сплава, который предстоит варить;
  • диаметр применяемого электрода;
  • расположение и характер шва.

Выбираемый токовый режим работы сварочного аппарата определяет величину энергии электрической дуги. Чем больше значение этого параметра, тем больше тепла выделяется при горении дуги, а значит, более интенсивно и глубоко плавится заготовка и применяемый электрод.

Отсюда становится понятным, что чем толще и массивней свариваемый металл, тем большее значение тока должно быть установлено при его сварке. Кроме этого, существует прямая зависимость между толщиной заготовки, токовым режимом и диаметром электрода при ручной дуговой сварке.

Зависимость от толщины электрода

Нормативная литература по сварочному делу содержит много таблиц, позволяющих выбрать требуемый диаметр электрода и значение сварочного тока для сваривания заготовок определённой толщины.

При увеличении тока сварки, увеличивается скорость плавления, как заготовки, так и материала электрода, это определяет прямую зависимость между сварочным током и диаметром электрода.

Например, если электродом, имеющим диаметр 2мм, рекомендуется сваривать металл толщиной 2 – 3 мм, выбирая при этом сварочный ток в диапазоне 40 – 80 ампер, то для электродов диаметром 5 – 6 мм указывается токовая величина 220 – 320 ампер при сварке металла 10 – 24 мм.

Стоит упомянуть ещё об одной характеристике сварочного процесса, связанной с диаметром используемого электрода. Речь идет о плотности тока сварки, определяемой отношением сварочного тока к площади поперечного сечения электрической дуги и измеряемой в амперах на миллиметр квадратный (А/мм2).

Этот параметр играет важную роль в формировании сварного шва. С увеличением диаметра электрода, плотность падает при неизменных токовых настройках аппарата.

Это обусловлено тем, что электрод с диаметром большего размера создает более толстую дугу, имеющую большее значение площади. Показатель плотности зависит также от длины электрической дуги.

При увеличении разрядного промежутка между электродом и заготовкой, дуга вытягивается, становясь тоньше, уменьшая площадь поперечного сечения разряда. При этом уменьшается температура, создаваемая дугой, замедляется процесс переноса вещества электрическим разрядом.

При дальнейшем увеличении зазора, процесс начинает терять стабильность, поверхность сварочной ванны становится неровной, и в итоге дуговой разряд гаснет. Таким образом, в относительно небольших пределах, энергию сварочного процесса можно регулировать путем изменения длины дуги.

Что касается сварки полуавтоматом, роль электрода здесь играет специальная проволока для сварки, диаметр которой также выбирается по таблицам, в зависимости от характеристик свариваемого металла и его толщины.

Практическое определение

Опытному сварщику не составит труда правильно выбрать режим сварки, если известны размеры заготовок и характеристики металла, из которого они изготовлены. При необходимости можно обратиться к одной из технологических таблиц.

Необходимо обращать внимание на рекомендации, прилагаемые к самим электродам и сварочному аппарату в инструкции. Существуют также эмпирические формулы, по которым можно произвести расчёт сварочного тока.

Для электродов, имеющих диаметр менее 4 мм или более 6 мм, иногда применяют следующую формулу:

В этой формуле I – сварочный ток, выраженный в Амперах, d – диаметр электрода в миллиметрах.

Для выбора сварочного тока при использовании электродов, имеющих диаметр менее 3 мм, и работе в самом простом нижнем положении, можно применить соотношение:

при диаметре 3-4 мм формула меняется на:

Расчетное значение на практике корректируют. Обычно происходит изменение в меньшую сторону на 10-15%.

Расположение и характер шва

Оптимальная величина тока сварки зависит от пространственной ориентации свариваемого соединения и положения, из которого производится сварка, а также от того, скошены ли кромки свариваемых деталей и под каким углом. Понятнее станет, если рассмотреть примеры.

При сваривании горизонтального шва в положении сверху, значение тока можно установить более высокое, чем при сварке вертикальных или горизонтальных потолочных швов в положении снизу.

Это объясняется тем, что сварочная ванна горизонтального, свариваемого сверху шва более устойчива и не склонна к растеканию. Повышенное значение тока в этом случае обеспечивает более глубокий провар заготовок, следовательно, более прочное сплавление по всей толщине детали.

Наименьший ток должен быть выбран при сварке потолочных швов снизу. В этом случае жидкий металл под воздействием силы тяжести стремится оторваться от шва и упасть, чему до определённого момента препятствуют лишь силы поверхностного натяжения расплавленного металла.

Это обстоятельство предъявляет более высокие требования к квалификации сварщика, которому в процессе выполнения работы необходимо тщательно следить за жидкой массой сварочной ванны, предотвращая вытекание из неё металла.

Следует заметить, что опытный сварщик может регулировать этот процесс, не уменьшая значение тока, а увеличивая скорость перемещения электрода вдоль шва, что кстати, уменьшает затраты времени на выполнение работы.

Подготовленные к сварке торцевые поверхности деталей путём их скашивания, требуют несколько уменьшить величину тока сварки, так как неподготовленные кромки необходимо проваривать гораздо глубже, чем предварительно снятые. Однако и в этом случае, при наличии опыта, выбор требуемого режима может быть осуществлен изменением скорости сварочного процесса.

Некоторые нюансы при выборе сварочного тока вносит тип покрытия применяемых электродов, но влияние этого фактора существенно ниже перечисленных ранее.

Какое влияние имеет полярность

При сварке инвертором, или классическим аппаратом постоянного тока, выбор режима сварки связан с полярностью. Прямой полярностью принято называть схему, при которой сварочный электрод подключен к минусовой клемме аппарата, свариваемая деталь соединяется при этом с плюсом.

Особенностью сварочного процесса при прямой полярности является то, что плавление материала электрода происходит более интенсивно, чем плавление заготовки. Объясняется это следующим образом.

Несмотря на то, что условное направление протекания электрического тока принято от плюса к минусу, реальный физический процесс представляет собой движение отрицательно заряженных частиц – электронов, от минуса к плюсу.

Благодаря этому, при такой полярности происходит быстрый расход материала электрода. Использование прямой полярности целесообразно в случае относительно тонких заготовок, либо если к массивному элементу приваривается тонкая деталь.

При подключении электрода к плюсу, а заготовки соответственно, к минусу, получаем полярность, которую называют обратной. При таком включении интенсивней плавится заготовка, что определяет преимущество его применения при сваривании более толстых деталей.

Поскольку каждая металлическая заготовка и сварочный аппарат имеет свои особенности, выбор оптимального значение тока зависит от опытности сварщика. Тем же, кто только учится варить, необходимо ориентироваться на расчетные и табличные значения.

Выбор сварочного тока в зависимости от диаметра электрода

Автор: Игорь

Дата: 11.04.2016

  • Статья
  • Фото
  • Видео

Сварка считается одним из самых надежных способов получения качественного неразъемного соединения металлов. Электроды относятся к основному расходному материалу, который используется в данной сфере. Они создаются таким образом, чтобы максимально соответствовать тому металлу, с которым вступают во взаимодействие, чтобы в итоге получилась однородная масса. Но материал является далеко не единственным параметром. Очень важным оказывается толщина, от которой зависит необходимая мощность аппарата, а также глубина провариваемой части металла.

Важно не только правильно выбрать их, но и правильно использовать. Здесь требуется не только мастерство сварщика, так как правильно подобранный режим оборудования также вносит свою долю в успешность процедуры. Опыт прошлых поколений уже помог вывести основные данные, как подобрать правильно параметры для того или иного материала и как проходит зависимость сварочного тока от диаметра электрода. Сейчас совсем не обязательно самостоятельно высчитывать все данные, а можно просто обратиться к уже сделанным расчетам, чтобы не наделать ошибок во время работы.

Режимы проведения операций

Сила тока при сварке электродом подбирается в зависимости от множества факторов согласно заданному режиму. Режим включает в себя основные показатели, которые определяются исходными данными. Можно определить требуемую форму шва, его размер и качество. Чем больше данных, тем выше качество работы. Основными параметрами являются:

  • Диаметр электрода;
  • Его марка;
  • Положение при проведении операций;
  • Сила и род тока;
  • Полярность;
  • Количество слоев в шве.
Читайте также  Бытовые сварочные аппараты 220 вольт какой лучше?

При многослойном шве режим может меняться, также как и диаметр и прочие параметры. Исходные данные берутся от электродов, которые в свою очередь подбираются под определенную марку металла. Если в общих данных указаны значения только для нижнего положения, то в этом нет ничего страшного. При вертикальном положении количество Ампер уменьшают от номинального на 10-20%, а при потолочном – на 20-25%. Это связано с тем, чтобы металл не так быстро расплавлялся и не стекал со шва. Также стоит отметить, что при потолочной сварке максимальный диаметр составляет 4 мм. Сварочный ток и диаметр электрода здесь имеют прямопропорционально соотношение. Его род также определяется сразу, так как он указывается в технических данных на пачке.

Выбор диаметра электрода для сварки

Подбор силы тока

Диаметр расходных материалов подбирается согласно толщине свариваемой детали, не говоря уже о размерах шва и способа сварки. Если необходимо заварить поверхность шириной в 3-5 мм, то диаметр следует выбирать 3-4. До 8 мм ширины вполне достаточно 5 электрода. Для каждого из этих положений нужно выбирать свое количество Ампер:

  • Ток при сварке электродом 3 мм должен лежать в пределах от 65 до 100 А. Такой разброс зависит от металла и выбранного положения. Для начала рекомендуется ставить среднее значение, в данном случае 80 А.
  • Сила тока при сварке электродом 4 мм лежит в пределах от 120 до 200 А. Это один из наиболее распространенных видов диаметра, который используется в промышленности, так как он подходит для работы, как с большими, так и мелкими швами.
  • При 5 мм потребуется сила от 160 до 250 А, в зависимости от положения и выбранного типа металла. Это достаточно массивный расходный материал и количество Ампер здесь зависит от требуемой глубины проварки. Чтобы сделать ванную глубиной более 5 мм потребуется максимально полная мощность. Для стандартных режимов достаточно будет силы в 200-220 А. Для длительной работы с такими вещами следует иметь качественный и надежный трансформатор достаточной мощности.
  • 6-8 мм электроды нуждаются в минимум 250 А, хотя для тяжелых работ может потребоваться значение в 300-350 А.

Настройка сварочного тока

«Обратите внимание! Неправильный выбор режима приведет к тому, что металл не будет провариваться, если тока не будет хватать, а при превышении, заготовка будет пропаливаться.»

Стоит отметить, что современная тенденция производства компактных сварочных аппаратов для домашнего использования делает все более востребованными расходные материалы толщиной в 1; 1,5; 2 мм. Для таких значений подойдет сила от 30 до 45 А, но при этом регулировка на аппарате должна быть достаточно плавная, так как тут даже небольшая погрешность может оказаться критической.

Таблица соотношения электрода и сварочного тока

Режим подбора тока для сварки стандартных стыковых соединений:

Также можно воспользоваться универсальной таблицей для широкого диапазона:

Толщина заготовки,мм 0,5 1-2 3 4-5 6-8 9-12 13-15 16
Толщина электрода,мм 1 1,5-2 3 3-4 4 4-5 5 6-8
Сила тока, А 10..20 30..45 65..100 100..160 120..200 150..200 160..250 200..350

Рекомендации

Напряжение при сварке током на современных аппаратах выставляется автоматически, так что этот параметр не берется в особый расчет. Для самых распространенных операций следует иметь все необходимые данные у себя под рукой. Также не стоит забывать, что у каждого аппарата имеются свои погрешности, поэтому, следует регулировать все по собственному усмотрению, отталкиваясь от заданных режимов.

Как провести настройку сварочного тока и выбрать правильный диаметр электрода

Как работать со сварочным током? Какие настройки сварочных работ? Все эти вопросы и другие будут рассмотрены с Вами в этой статье.

Сварочный ток –что это? Для чего он нужен? Давайте вместе обговорим эти вопросы. Сварочный ток – это главный параметр который описывает электрические свойства сварочной дуги.

Новичкам нелегко сориентироваться с первого раза во всех настройках. Многообразие ГОСТ настроек никак не помогают новичкам. С целью правильного применения силы сварочного тока, нужно учитывать все факторы.

Здесь мы Вам расскажем всё о правильности применения сварочного тока. В этой статье мы поделимся нашим опытом. Несколько лет назад работники должны были делать вычисления самостоятельно.

В наше время всё изменилось и можно использовать готовые регулировки. Данная статья поможет Вам разобраться в типах сварочных работ, регулировках устройств.

Также здесь расскажем о дуговой сварке и настройках под нее. Про то как применяются инверторы и другие вопросы.

  • Введение
  • Настройки силы тока и диаметр электрода
  • Выводы

Введение

Выполняя сварочные работы Вам необходимо будет учитывать множество параметров. Вы должны понимать из чего состоит сварочный режим.

И что он будет состоять также из силы применяемого тока, и несомненно от диаметра электрода. Обратите внимание и на то какой ток для сварки используется (переменный или постоянный)– это называется родом сварочного тока.

Равным образом обратите Вашу непосредственную внимательность на электрод, его марку, полярность, пространственное положение при сварке, слои швах.

Необходимо понимать знать, что вы получите по окончании. А именно размеры, качество швов и другое. Очень важным будет в работе правильная регулировка. Правильно настроенный режим, сила при сварочных работах.

Так что, начнем разбираться как грамотно происходит подборка тока при сварке.

Запомните главное:приемлемость силы тока зависит от определения электрода, его диаметра в сварочных работах. Конечно это не одно правило, это будет базовыми навыками для предстоящей работы.

Подбор электрода также будет очень важен. Толща металла и диаметр электрода будут взаимозависимы по отношению друг к другу.

Толща изделия (металла) будет равна диаметру применяемого электрода. Также нужно учитывать, что электроды выбираются также по предназначению.

Удачным примером будет если электродная сварка будет подобрана под верное пространственное положение (горизонтальное, вертикальное, нижнее, потолочное и др).

К сожалению не всякий может себе позволить приобрести различные виды электродов для разнообразных швов.

Всё решаемо. Пример: Приобретаете Вы электроды, а они предусмотрены для сварки в нижнем положении, хотя вам надо сделать сварку вертикального шва либо потолочного шва.

Ответ: Уменьшение Ампер приблизительно 10-15%, во втором случае на 20-30%. Будьте внимательны, при выполнении сварки потолочного шва, диаметр должен быть 4 миллиметра.

При использовании таких настроек работа с изделиями из металла будет проходить без прожигания. Думаю Вы уже поняли, что всегда есть взаимосвязь между сварочным током и размером диаметра электрода.

Настройки силы тока и диаметр электрода

Думаю все уже успели понять, что диаметр электрода непосредственно исходит из толщины изделия металла. Как было написано выше по тексту. Толщина=диаметру.

Пример: когда работник должен сварить деталь, толща которой будет от 2 миллиметров до 8 миллиметров, тогда подбираются электроды диаметром от 2,5 миллиметров до 5 миллиметров.

Этого Вам будет предостаточно для работы. А как же сила тока? Ответ на поверхности.

Когда Вы делаете сварочные работы по изделию из металла диаметром электрода от 3,5 миллиметров, сила тока будет равняться 60 Амперам-100 Амперам. Не нужно удивляться этой разнице.

Вы будете самостоятельно подбирать значение, это зависит от плотности металлического изделия с которым происходит работа. Самым универсальным значением будет 80 Ампер. Оно хорошо подойдет для новичков.

Когда работник применяет 4-х миллиметровый диаметр электрода сила тока будет составлять 120 Ампер- 200 Ампер. Это один из распространенных диаметров электродов. Этот диаметр могут использовать специалисты своего дела и новички по сварке.

Если Вы хотите использовать полупрофессиональный трансформер (либо 5 миллиметровый электрод), для непрерывной работы и стабильного горения дуги. Нашей рекомендацией будет применять 160 Ампер — 200 Ампер.

Для работы на профессиональном оборудовании(или с калибром 8 миллиметров), Вам нужно применять силу тока от 250 до 345 Ампер.

Обращаем Ваше непосредственное внимание на небольшие инверторные сварочные устройства. Они есть в любом специализированном магазине. Понравятся профессионалам и любителям своего дела.

Но в этих аппаратах бывают недостатки. Они используют малый диаметр проволоки, приблизительно от 2 миллиметров. При использовании силы тока от 40 Ампер до 50 Ампер.

Рекомендация-приобретая такие модели смотрите, что б в аппарате плавно регулировалась подача тока. Неизменно следуйте правилам по установке силы тока.При нарушении в работе металлическое изделие будет прожигаться, а не плавится на необходимую глубину.

От правильности регулировки будет зависеть качество швов. Так что читайте нормативно правовые акты, ГОСТ. Точная информация = правильная работа.

Выводы

Заключительным этапом при настройке сварочного аппарата будет-сила сварочного тока. Никто не застрахован от ошибок. Иногда при налаживании помогает и сама интуиция, либо автоматические настройки.

Для того что б не совершать ошибок применяйте таблицы с настройками. Но лучше выучите их на память. Это будет легко. Опыт придёт со временем.

Вы самостоятельно будете регулировать инвертор опираясь на его погрешности. Вы получите хороший опыт работы с металлом.

Будем ждать Ваших комментариев. Рассказывайте свой опыт о настройках сварочного тока и его взаимосвязь с диаметрами электродов.

Выбор диаметра электрода при сварке

Сварка металлических изделий используется в том случае, когда необходимо получить качественное неразъемное соединение, отличающееся повышенной прочностью. В данном случае металлы соединяются друг с другом на молекулярном уровне, для выполнения такой сварки используются электроды, которые непосредственно оказывают влияние на качество выполненного соединение. Выполняя сварочные работы, следует правильно выбирать показатели сварочного тока в зависимости от используемого электрода и его диаметра. Именно от этого во многом и зависит качество выполненной работы, поэтому сварщику необходимо правильно рассчитывать соотношение мощности и диаметра электрода.

Читайте также  Как подключить баластник к сварочному аппарату?

Диаметр электрода

Диаметр электрода подбирается в зависимости от толщины свариваемого материала. Примерно это соотношение можно привести следующим образом:

Толщина свариваемого металла, мм 1,5 2 3 4-5 6-12 более 13
Диаметр электрода, мм 1,6 2-2,5 2,5-3 3,2-4 4-5 5

Режимы сварки

Современные сварочные аппараты инверторы позволяют изменять силу тока, что в свою очередь дает возможность работать с различными по своим показателям плавкости металлами. Выбирая конкретный режим сварки, следует учитывать следующие факторы:

  • Марка электрода.
  • Его диаметр.
  • Положение электрода при сварке.
  • Разновидность и сила тока.
  • Количество слоев в шве.
  • Полярность тока.

Упрощенно говоря, показатели силы тока выбираются исходя из диаметра электрода. Такой стержень в свою очередь следует выбирать под конкретную марку металлических элементов, которые используются в работе. Также необходимо учитывать положение при проведении сварки. Так, например если работы выполняются в вертикальном положении необходимо на 20% уменьшить количество Ампер от номинального. Подобное позволит избежать стекания расплавленного металла со шва. Помните, что максимальный диаметр стержня при потолочной сварке составляет 4 миллиметра.

Правильно подбираем силу тока для сварки

Диаметр стержней для работы с инвертором или классическими сварочными аппаратами выбирается в зависимости от толщины свариваемых деталей. Если вам нужно заварить поверхность в 3-5 миллиметров, то следует выбирать диаметр стержней не более 4 миллиметров. Для 8 миллиметров рабочего шва будет достаточно электрода с толщиной 5 миллиметров. При этом для каждого из таких стержней необходимо выбирать правильную силу тока.

При работе с 3 миллиметровым электродом показатели силы тока находятся в пределах 65-100 Ампер. Выбор конкретного показателя силы тока в данном случае зависит от положения при сварке и разновидности металла. Опытные сварщики советуют использовать среднее значение в 80 Ампер.

Работая с 4 миллиметровыми электродами необходимо устанавливать силу тока в 120-200 Ампер. Следует сказать, что 4 миллиметровые стержни получили сегодня максимально широкое распространение, так как они подходят для работы с небольшими и средними по размеру швами.

Разновидности электродов с толщиной 5 миллиметров потребуют использования тока в 160-250 Ампер. Следует сказать, что инверторы, способные работать с таким напряжением, относятся к разряду профессиональных. Они гарантируют глубокую проварку и отличное качество соединения.

Электроды толщиной в 6-8 миллиметров требуют использования силы тока в 250 Ампер. В отдельных случаях при работе с тугоплавкими металлическими сплавами необходимо использовать значение силы тока 350 Ампер.

Необходимо сказать, что использование инверторов позволило выполнять качественную сварку даже с применением тонких электродов. Именно поэтому сегодня все чаще используются стержни с толщиной от 1 до 2 миллиметров. Для работы с ними будет достаточно силы тока в 45 Ампер. Отметим, что для качественного выполнения такой сварки инвертор должен иметь функцию плавной регулировки тока, так как резкие скачки и минимальные погрешности могут оказать существенное влияние на качество шва.

Тип покрытия электрода

Далее разберем какие типы обмазки электродов существуют, для каких свариваемых материалов и толщин металла используется та или иная обмазка, какие режимы сварки используются. Существует четыре основных типа покрытий: целлюлозный, основной, рутиловый, кислый. Кроме основных видов обмазки сердечника электрода существуют еще смешанные типы обмазки, например, кисло-рутиловая, рутилово-основная, рутилово-целлюлозная или рутиловая смешанная с железным порошком. Электрод маркируется в зависимости от типа обмазки (см. таблицу). Выбор покрытия выбирается исходя из требований к сварному шву и свариваемому материалу. При выборе можно руководствоваться следующими данными:

(обратная полярность сварки)

АНО – углеродистая сталь (трубопроводы)

Не рекомендуются для сваривания высоколегированных сталей

Не требовательны к чистоте поверхности – ржавчины и окалины

В таблице приведены примеры марок электродов, опытный сварщик, как правило, при выборе руководствуются собственными предпочтениями. Для начинающего сварщика оптимальным выбором будет использование электродов с основной или рутиловой обмазкой — МП-3, АНО или УОНИ.

Введение

Выполняя сварочные работы Вам необходимо будет учитывать множество параметров. Вы должны понимать из чего состоит сварочный режим.

И что он будет состоять также из силы применяемого тока, и несомненно от диаметра электрода. Обратите внимание и на то какой ток для сварки используется (переменный или постоянный)– это называется родом сварочного тока.

Равным образом обратите Вашу непосредственную внимательность на электрод, его марку, полярность, пространственное положение при сварке, слои швах.

Необходимо понимать знать, что вы получите по окончании. А именно размеры, качество швов и другое. Очень важным будет в работе правильная регулировка. Правильно настроенный режим, сила при сварочных работах.

Так что, начнем разбираться как грамотно происходит подборка тока при сварке.

Запомните главное:приемлемость силы тока зависит от определения электрода, его диаметра в сварочных работах. Конечно это не одно правило, это будет базовыми навыками для предстоящей работы.

Подбор электрода также будет очень важен. Толща металла и диаметр электрода будут взаимозависимы по отношению друг к другу.

Толща изделия (металла) будет равна диаметру применяемого электрода. Также нужно учитывать, что электроды выбираются также по предназначению.

ИНСТРУМЕНТАЛЬНО — ПОДШИПНИКОВЫЙ ЦЕНТР

Покрытыми металлическими электродами

При ручной дуговой сварке покрытыми металлическими электродами, сварочная дуга горит с электрода на изделие, оплавляя кромки свариваемого изделия и расплавляя металл электродного стержня и покрытие электрода (рисунок 1). Кристаллизация основного металла и металла электродного стержня образует сварной шов.

Рисунок 1. Схема сварки покрытым металлическим электродом
Электрод состоит из электродного стержня и электродного покрытия (см. рисунок 1). Электродный стержень – сварочная проволока; электродное покрытие – многокомпонентная смесь металлов и их оксидов. По функциональным признакам компоненты электродного покрытия разделяют:

  • Газообразующие: защитный газ;
  • ионизирующий газ.
  • Шлакообразующие:
      для физической изоляции расплавленного металла от активных газов атмосферного воздуха;
  • раскислители;
  • рафинирующие элементы;
  • легирующие элементы.
  • Cвязующие
  • Пластификаторы

    Техника выполнения шва и режим сварки

    Зажигание сварочной дуги

    Перед зажиганием (возбуждением) дуги следует установить необходимую силу сварочного тока, которая зависит от марки электрода, типа сварного соединения, положения шва в пространстве и др.

    Зажигание (возбуждение) производиться двумя способами. При первом способе электрод подводят перпендикулярно к месту начала сварки и после сравнительно легкого прикосновения к изделию отводят верх на расстояние 25 мм. Второй способ напоминает процесс, зажигая спички. При обрыве дуги повторное зажигание ее осуществляется впереди кратера на основном металле с возвратом к наплавленному металлу для вывода на поверхность загрязнений, скопившихся в кратере. После этого сварку ведут в нужном направлении.

    Применение того или иного способа зажигания дуги зависит от условий сварки и от навыка сварщика.

    Положение и перемещение электрода при сварке

    Положение электрода зависит от положения шва в пространстве. Различают следующие положения швов: нижнее, вертикальное и горизонтальное на вертикальной плоскости, потолочное. Сварку вертикальных швов можно выполнять сверху вниз и снизу вверх.

    При сварке в нижнем положении электрод имеет наклон от вертикали в сторону направления сварки. Перемещение электрода при сварке может осуществляться способами «к себе» и «от себя».

    При отсутствии поперечных колебательных движений конца электрода ширина валика равна (0,8 — 1,5) d электрода. Такие швы (или валики) называют узкими, или ниточными. Их применяют при сварке тонкого металла и при наложении первого слоя в многослойном шве.

    Получение средних швов (или валиков), ширина которых обычно не более (2 — 4) d электрода, возможно за счет колебательных движений конца электрода. Основные варианты колебательных движений конца электрода показаны на рисунке 2.

    Рисунок 2. Основные виды траекторий поперечных колебаний конца электрода

    Порядок выполнения швов

    В зависимости от длины различают короткие (250 300 мм), средние (350 1000 мм) и длинные (более 1000 мм) швы.

    В зависимости от размеров сечения швы выполняют однопроходными или однослойными, многопроходными или многослойными. Однопроходная сварка производительна и экономична, но металл шва недостаточно пластичен вследствие грубой столбчатой структуры металла шва и увеличенной зоны перегрева. В случае многослойной сварки каждый нижележащий валик проходит термическую обработку при наложении последующего валика, что позволяет получить измельченную структуру металла шва и соответственно повышенные механические свойства шва и сварочного соединения.

    Расположение слоев при многослойной сварке бывает трех видов наложения; последовательное каждого слоя по всей длине шва, «каскадным» способом и способом «горки». Оба последних способа применяют при сварке металла значительной толщины (более 20 25 мм). При выполнении многослойных швов особое внимание следует уделять качественному выполнению первого слоя в корне шва. Провар корня шва определяет прочность всего многослойного шва.

    Подбор силы тока и диаметра электрода

    Силу сварочного тока выбирают в зависимости от марки и диаметра электрода, при этом учитывают положение шва в пространстве, вид соединения, толщину и химический состав свариваемого металла, а также температуру окружающей среды. При учете всех указанных факторов необходимо стремиться работать на максимально возможной силе тока.

    Таблица 1 — Выбор диаметра электрода при сварке стыковых соединений

    Толщина деталей 1,5-2,0 3,0 4,0-8,0 9,0-12,0 13,0-15,0 16,0-20,0 более 20
    Диаметр электрода 1,6-2,0 3,0 4,0 4,0-5,0 5,0 5,0-6,0 6,0-10,0

    Таблица 2 — Выбор диаметра электрода при угловых и тавровых соединений

    Катет шва 3,0 4,0-5,0 6,0-9,0
    Диаметр электрода 3,0 4,0 5,0

    Силу сварочного тока определяют по формуле

    где dэ — диаметр электрода (электродного стержня), мм; j — допускаемая плотность тока, А/мм2.

    Таблица 3 — Значения допускаемой плотности тока в электроде

    Вид покрытия Допускаемая плотность тока j в электроде, А/мм2, при диаметре электрода dэ, мм
    3 4 5 6
    Рудно-кислое, рутиловое 14,0-20,0 11,5-16,0 10,0-13,5 9,5-12,5
    Фтористо-кальциевое 13,0-18,5 10,0-14,5 9,0-12,5 8,5-12,0

    При приближённых подсчётах величина сварочного тока может быть определена по одной из следующих формул:>

    где dэ — диаметр электрода (электродного стержня), мм;

    k1,k2, α — коэффициенты, определённые опытным путём:

    Читайте также  Какое определение сварочной дуги наиболее правильно?

    Как провести настройку сварочного тока и выбрать правильный диаметр электрода

    Основные понятия

    Сварочный ток, кроме своего абсолютного значения, выражаемого в амперах, характеризуется постоянством или периодическим изменением во времени величины и направления.

    В первом случае ток называется постоянным. Его источниками являются сварочные выпрямители, автономные сварочные генераторы, а также современные аппараты для сварки, использующие инверторные технологии.

    Если направление и (или) величина тока меняются во времени, то его называют переменным. Источниками переменного сварочного тока служат понижающие трансформаторы, первичная обмотка которых включается в сеть переменного тока 220 или 380 вольт.

    На выбор параметров сварки, то есть ее режима, влияют следующие факторы, тесно между собой связанные:

    • толщина свариваемой заготовки;
    • вид металла или сплава, который предстоит варить;
    • диаметр применяемого электрода;
    • расположение и характер шва.

    Выбираемый токовый режим работы сварочного аппарата определяет величину энергии электрической дуги. Чем больше значение этого параметра, тем больше тепла выделяется при горении дуги, а значит, более интенсивно и глубоко плавится заготовка и применяемый электрод.

    Отсюда становится понятным, что чем толще и массивней свариваемый металл, тем большее значение тока должно быть установлено при его сварке. Кроме этого, существует прямая зависимость между толщиной заготовки, токовым режимом и диаметром электрода при ручной дуговой сварке.

    Виды сварочного тока

    Сварочные трансформаторы выдают на выходе переменный ток (AC) сетевой частоты, то есть 50 герц. Скажем откровенно: сваривание металлов таким способом – процесс достаточно проблематичный. Во-первых, требуются сварщики высокой квалификации, во-вторых, шов получается недостаточно качественным.

    Изменение напряжения дуги 100 раз в секунду приводит к соответствующим изменениям в скорости переноса расплавленного металла и температуры сварочной ванны. Результатом этих процессов станет разбрызгивание металла и неравномерность провара. Кроме того, такому виду сваривания свойственен уход шва в сторону.

    Лучшие показатели получаются при ведении сварки постоянным (DC) током как прямой, так и обратной полярности (для подключения обратной полярности «+» и «-» источника меняют местами).

    Постоянный ток можно получить от сварочного трансформатора с дополнительным силовым выпрямителем. Но, как вы понимаете, это вызовет лишние расходы. Наилучшие возможности предлагают нам инверторы. Здесь можно получить на выходе как переменное, так и постоянное напряжение.

    Переменное напряжение сварочных инверторов имеет высокую частоту, за счет чего параметры дуги становятся более стабильными и по своим характеристикам приближаются к параметрам дуги постоянного тока. Некоторые металлы и сплавы можно варить только переменным током, например, алюминий, который имеет очень специфическую оксидную плёнку на поверхности. Эта плёнка может быть разрушена только переменным током. Таким образом, на сегодняшний день мы имеем широко востребованными три вида сварочного тока:

    • высокочастотный переменный;
    • постоянный прямой полярности;
    • постоянный обратной полярности.

    Зависимость от толщины электрода


    Нормативная литература по сварочному делу содержит много таблиц, позволяющих выбрать требуемый диаметр электрода и значение сварочного тока для сваривания заготовок определённой толщины.
    При увеличении тока сварки, увеличивается скорость плавления, как заготовки, так и материала электрода, это определяет прямую зависимость между сварочным током и диаметром электрода.

    Например, если электродом, имеющим диаметр 2мм, рекомендуется сваривать металл толщиной 2 – 3 мм, выбирая при этом сварочный ток в диапазоне 40 – 80 ампер, то для электродов диаметром 5 – 6 мм указывается токовая величина 220 – 320 ампер при сварке металла 10 – 24 мм.

    Стоит упомянуть ещё об одной характеристике сварочного процесса, связанной с диаметром используемого электрода. Речь идет о плотности тока сварки, определяемой отношением сварочного тока к площади поперечного сечения электрической дуги и измеряемой в амперах на миллиметр квадратный (А/мм2).

    Этот параметр играет важную роль в формировании сварного шва. С увеличением диаметра электрода, плотность падает при неизменных токовых настройках аппарата.

    Это обусловлено тем, что электрод с диаметром большего размера создает более толстую дугу, имеющую большее значение площади. Показатель плотности зависит также от длины электрической дуги.

    При увеличении разрядного промежутка между электродом и заготовкой, дуга вытягивается, становясь тоньше, уменьшая площадь поперечного сечения разряда. При этом уменьшается температура, создаваемая дугой, замедляется процесс переноса вещества электрическим разрядом.

    При дальнейшем увеличении зазора, процесс начинает терять стабильность, поверхность сварочной ванны становится неровной, и в итоге дуговой разряд гаснет. Таким образом, в относительно небольших пределах, энергию сварочного процесса можно регулировать путем изменения длины дуги.

    Что касается сварки полуавтоматом, роль электрода здесь играет специальная проволока для сварки, диаметр которой также выбирается по таблицам, в зависимости от характеристик свариваемого металла и его толщины.

    Настройки силы тока и диаметр электрода

    Думаю все уже успели понять, что диаметр электрода непосредственно исходит из толщины изделия металла. Как было написано выше по тексту. Толщина=диаметру.

    Пример: когда работник должен сварить деталь, толща которой будет от 2 миллиметров до 8 миллиметров, тогда подбираются электроды диаметром от 2,5 миллиметров до 5 миллиметров.

    Этого Вам будет предостаточно для работы. А как же сила тока? Ответ на поверхности.

    Когда Вы делаете сварочные работы по изделию из металла диаметром электрода от 3,5 миллиметров, сила тока будет равняться 60 Амперам-100 Амперам. Не нужно удивляться этой разнице.

    Вы будете самостоятельно подбирать значение, это зависит от плотности металлического изделия с которым происходит работа. Самым универсальным значением будет 80 Ампер. Оно хорошо подойдет для новичков.

    Когда работник применяет 4-х миллиметровый диаметр электрода сила тока будет составлять 120 Ампер- 200 Ампер. Это один из распространенных диаметров электродов. Этот диаметр могут использовать специалисты своего дела и новички по сварке.

    Практическое определение

    Опытному сварщику не составит труда правильно выбрать режим сварки, если известны размеры заготовок и характеристики металла, из которого они изготовлены. При необходимости можно обратиться к одной из технологических таблиц.

    Необходимо обращать внимание на рекомендации, прилагаемые к самим электродам и сварочному аппарату в инструкции. Существуют также эмпирические формулы, по которым можно произвести расчёт сварочного тока.

    Для электродов, имеющих диаметр менее 4 мм или более 6 мм, иногда применяют следующую формулу:

    В этой формуле I – сварочный ток, выраженный в Амперах, d – диаметр электрода в миллиметрах.

    Для выбора сварочного тока при использовании электродов, имеющих диаметр менее 3 мм, и работе в самом простом нижнем положении, можно применить соотношение:

    при диаметре 3-4 мм формула меняется на:

    Расчетное значение на практике корректируют. Обычно происходит изменение в меньшую сторону на 10-15%.

    Как устроен аппарат для сварки постоянным током

    Почти весь прошлый век сварочные работы производились на переменном токе, если не использовалась газосварка. Это было связано с тем, что более простого и недорогого сварочного оборудования не было в промышленности и строительстве.

    Сварочный аппарат переменного тока представлял собой мощный понижающий трансформатор с регулятором тока в виде подвижной вторичной обмотки или дополнительных отводов в ней же. Это были надежные, простые устройства, при этом очень тяжелые и габаритные. Но благодаря развитию полупроводниковой техники появилась возможность создать сварочный аппарат постоянного тока, который по потребительским свойствам лучше своего «переменчивого» собрата.

    Расположение и характер шва


    Оптимальная величина тока сварки зависит от пространственной ориентации свариваемого соединения и положения, из которого производится сварка, а также от того, скошены ли кромки свариваемых деталей и под каким углом. Понятнее станет, если рассмотреть примеры.

    При сваривании горизонтального шва в положении сверху, значение тока можно установить более высокое, чем при сварке вертикальных или горизонтальных потолочных швов в положении снизу.

    Это объясняется тем, что сварочная ванна горизонтального, свариваемого сверху шва более устойчива и не склонна к растеканию. Повышенное значение тока в этом случае обеспечивает более глубокий провар заготовок, следовательно, более прочное сплавление по всей толщине детали.

    Наименьший ток должен быть выбран при сварке потолочных швов снизу. В этом случае жидкий металл под воздействием силы тяжести стремится оторваться от шва и упасть, чему до определённого момента препятствуют лишь силы поверхностного натяжения расплавленного металла.

    Это обстоятельство предъявляет более высокие требования к квалификации сварщика, которому в процессе выполнения работы необходимо тщательно следить за жидкой массой сварочной ванны, предотвращая вытекание из неё металла.

    Следует заметить, что опытный сварщик может регулировать этот процесс, не уменьшая значение тока, а увеличивая скорость перемещения электрода вдоль шва, что кстати, уменьшает затраты времени на выполнение работы.

    Подготовленные к сварке торцевые поверхности деталей путём их скашивания, требуют несколько уменьшить величину тока сварки, так как неподготовленные кромки необходимо проваривать гораздо глубже, чем предварительно снятые. Однако и в этом случае, при наличии опыта, выбор требуемого режима может быть осуществлен изменением скорости сварочного процесса.

    Некоторые нюансы при выборе сварочного тока вносит тип покрытия применяемых электродов, но влияние этого фактора существенно ниже перечисленных ранее.

    Преимущества и недостатки

    Применение постоянного тока позволяет получать шов лучшего качества благодаря тому, что электрическая дуга стабильна. Нет переходов через ноль, как у аппарата переменного тока, поэтому нет брызг.

    Возможность использования прямой и обратной полярности позволяет варить нержавеющую сталь, цветные металлы, то есть электродуговая сварка постоянным током имеет более широкий диапазон применения при прочих равных условиях. При использовании инверторов сварочный аппарат получается значительно меньше по габаритам и весу.

    Недостатками являются относительно высокая стоимость (по сравнению с аппаратами переменного тока) и чувствительность к пыли. Приходится часто чистить внутренние блоки.

  • Оцените статью
    Добавить комментарий