Как правильно варить металл электродом


Как варить сваркой электродами для начинающих

В гараже, на даче, в частном доме что-то да приходится подварить. Для таких задач совсем не обязательно заканчивать курсы сварщиков — достаточно иметь бытовой сварочный аппарат, средства защиты, расходные материалы и немного потренироваться. Рассказываем, как правильно сваривать металл электродами начинающим и каких ошибок избегать при этом.

В этой статье:

  • Виды электросварки
  • Технология ручной дуговой сварки
  • Как самостоятельно научиться варить электросваркой
  • Основные ошибки
  • Советы начинающему сварщику

Виды электросварки

Все виды электросварки заключаются в возбуждении электрической дуги между двумя концами разной полярности. При этом выделяется температура до 5000 градусов, которая плавит основной металл и присадочный, образуя сварное соединение.

Электросварку можно выполнять сварочным трансформатором. У него простейшая конструкция из первичной и вторичной обмотки, за счет которых напряжение понижается до безопасных значений, а сила тока возрастает. Трансформаторы варят переменным током, сильно гудят, дуга трещит и плюется. Шов может получиться неравномерным по ширине, высоте, глубине провара. При работе трансформатором нередко просаживается напряжение во всей сети, чем можно вызвать негодование соседей.

Электросварка при помощи инвертора выполняется на постоянном токе, у которого предварительно была повышена частота (еще на стадии переменного), а затем ток был выпрямлен. Это обеспечивает:

  • мягкое горение дуги с характерным шипением;
  • сниженное количество брызг;
  • равномерный шов по высоте и ширине;
  • одинаковое проплавление.
  • Инверторы компактнее по размерам чем трансформаторы и меньше садят сеть. Есть модели на 220 и 380 V. Новичку лучше начинать варить инвертором РДС (ручной дуговой сварки). Такие аппараты еще называются инверторы ММА. Хороший выбор оборудования под разные задачи можно посмотреть в разделе - Аппараты ручной дуговой сварки (MMA).

    Сварка полуавтоматом или вольфрамовым электродом тоже построена на плавлении металла электрической дугой, но тут задействуются другие способы защиты сварочной ванны и методы передачи присадочного металла.

    Технология ручной дуговой сварки

    Для РДС сварки подается ток от аппарата на рабочие кабеля. Кабель массы присоединяется к изделию, а в руках у сварщика остается кабель с электрододержателем. От температуры дуги кромки стыка расплавляются.

    Чтобы увеличить количество металла в шве, используют плавящиеся электроды. По мере их сгорания жидкий металл переносится на изделие. Защита сварочной ванны от внешней среды осуществляется благодаря обмазке электрода. Сгорая, она образует плотное облако дыма, изолирующее расплавленный металл от контакта с воздухом. После остывания поверх шва остается тонкая шлаковая корочка. Она задерживает теплообмен, содействует плавному остыванию, укреплению шва. Ее отбивают специальным молотком-шлакоотделителем, чтобы визуально оценить качество соединения.

    Шов формируется благодаря специальным движениям электродом. Если правильно все освоить, соединения будут равномерными по толщине и высоте, а также с нужной глубиной провара.

    Как самостоятельно научиться варить электросваркой

    Чтобы научиться варить ручной дуговой сваркой, потребуется собрать комплект оборудования, обзавестись индивидуальными средствами защиты, правильно настроить аппарат и освоить ряд движений.

    Что нужно для работы

    Сварочные аппараты

    Приспособления для сварки

    Сварочные электроды

    Средства защиты сварщика

    Настраиваем правильно аппарат и выбираем электрод

    Во многом качество шва зависит от правильности настроек аппарата. Если выбрать слишком слабый ток, основной металл не проплавится, присадочный останется на поверхности, стык получится хрупким, не герметичным. Слишком большая сила тока приводит к подрезам, прожиганию, дугу трудно контролировать.

    Предлагаем сохранить таблицу настроек сварочного аппарата для ручной дуговой сварки. Характеристики приведены для работы в нижнем положении.

    Толщина металла, мм Диаметр электрода, мм Сила тока, А
    1-2 1.6 25-60
    3 2-3 60-120
    4 3 120-160
    5-6 4 160-200


    Как подключать электрод

    Когда диаметр электрода и сила тока выбраны, можно включить аппарат и вставить электрод в электрододержатель. Последний может быть двух типов: пружинный и винтовой. Пружинный имеет нажимную лапку, на которую сварщик давит большим пальцем, а второй рукой вставляет электрод. Винтовой оснащен отверстием для вставки расходника и прижимным болтом. Пружинные держатели позволяют быстрее сменить электрод и помогут сэкономить время при объемных сварочных работах.

    Применять самодельные электрододержатели в виде подпружиненного трезубца не советуем. Они опасны с точки зрения ТБ (Техника Безопасности), а оголенная токоведущая часть будет постоянно случайно касаться изделия, мешая процессу.

    Для сварки в нижнем положении установите электрод под прямым углом относительно держателя. Если планируете варить вертикал или потолок, разместите электрод еще на 45 градусов от себя — так меньше придется сгибать запястье.

    Подключаем кабеля к инвертору

    Кабель массы и кабель электрододержателя имеют одинаковые разъемы для подключения к аппарату. Если предстоит сваривать толстый металл 5-6 мм, присоединяйте держатель к плюсу. Тогда тепло будет концентрироваться на изделии, увеличится глубина провара.

    Когда требуется сварка тонкого металла, нужна обратная полярность — вставьте держатель в клемму со знаком "минус". Это уменьшит тепловложение, но варить придется быстро, поскольку кончик электрода начнет перегреваться.

    Начало сварки: зажигаем дугу

    Когда все собрано и подключено, надев маску, можно начинать розжигать электрическую дугу. Используйте для тренировки черновой кусок металла. Возбуждение дуги осуществляется постукиванием по поверхности или чирканьем о нее, как спичкой.

    Новый электрод имеет оголенный кончик и зажигается достаточно быстро. Электрод, которым уже варили, если он успел остыть, поджигается труднее, поскольку у него на конце образовался "козырек" из обмазки. Нужно ударить 3-4 раза, чтобы ее отбить. Но не перестарайтесь, иначе без обмазки стержень начнет прилипать к изделию.

    Наклон электрода

    Когда дуга загорелась, не паникуйте. Привыкните к специфическому свету. Ваша задача — сперва научиться держать зазор между электродом и изделием в пределах 3-5 мм. Не пытайтесь сразу варить стык. Просто учитесь держать дугу, чтобы она не тухла (при чрезмерном удалении) и электрод не прилипал (при чрезмерном приближении).

    Задача осложняется тем, что длина плавящегося электрода постоянно укорачивается, поэтому приходится приближать руку к изделию. "Твердая рука" приходит со временем, поэтому придется спалить не один электрод, прежде чем привыкните.

    Когда уже освоили удержание электрической дуги, можно переходить к сварке. Прежде всего держите правильно электрод. Обычно варят, наклонив его на себя в пределах 30-60º. Некоторые сварщики выбирают оптимальное положение наклона 45º. Сварка углом назад обеспечивают хорошую видимость сварочной ванны, металл прогревается глубже. Сварка углом вперед (когда шов ведут от себя) содействует уменьшению прогрева. Это подойдет для соединения тонких металлов 1-2 мм.

    Варить можно справа-налево или слева-направо, наклоняя электрод по разные стороны сварочной ванны. Здесь все зависит от доступа к месту соединения.

    Движения электрода

    На тонких металлах 1-2 мм, где две стороны плотно приставлены друг ко другу, никаких дополнительных движений не требуется. Возбуждается дуга, электрод выставляется на начало стыка, и медленно ведется вдоль линии соединения. Шов получится узкий, чешуйчатый.

    На толстых металлах предусматривают зазор 1-2 мм, чтобы жидкий металл проник глубже. Если толщина пластины свыше 5 мм, необходима разделка кромок под углом 45 градусов. Тогда первый шов (называется корневой) прокладывается без дополнительных движений. А последующие нужны для заполнения ширины и требуют поперечных колебательных манипуляций. Это могут быть движения:

  • полумесяцем;
  • по круглой, треугольной спирали;
  • зигзагами.
  • В идеале располагать деталь под небольшим наклоном, чтобы жидкий шлак не затекал в сварочную ванну. Если такой возможности нет, периодически делайте резкое движение кончиком электрода в сторону, откидывая шлак. Иначе возникнут непровары.

    Основные ошибки

    Рассмотрим основные ошибки, которые допускают новички при сварке РДС:

  • Спешка. Не нужно спешить вести электрод, металл должен проплавиться, поэтому привыкните к медленным спокойным движениям.
  • Неспособность отличить шлак от металла. Нередко новички думают, что заварили стык, но после отбития шлака в нем много непроваров. Дело в том, что при сварке кажется, что соединение заполнено жидким металлом — на самом деле это шлак. Жидкий металл через светофильтр выглядит белым, а шлак — красным.
  • Дрожащая рука. Добиться постоянного зазора между кончиком электрода и изделием поможет опора для руки. Никогда не держите руку на весу, иначе электрод будет прилипать. Опереть руку можно на стол, колено.
  • Не стоит сразу отбивать шлак. (хоть и очень хочется проверить качество соединения). Дайте ему немного остыть. Так Вы не повредите шов, а отлетевший горячий шлак, попавший на кожу, не причинит ожога.
  • Советы начинающему сварщику

    В конце дадим ряд советов новичкам, чтобы варить было легче. Перед наложением шва две стороны изделия обязательно фиксируются между собой прихватками. В зависимости от размеров стыка потребуется от 2-х и более точек, с расстоянием между собой 8-25 см. Это необходимо, чтобы стороны на разошлись от термического расширения, когда Вы начнете варить с одного края.

    Сварка тонкого металла 1 мм электродом возможна, но потребует тренировки. Самая частая проблема — прожоги. Установите силу тока 30-40 А и вставьте электрод диаметром 1.6 мм. Под изделие подложите медную или графитовую подложку. Она не даст разогретому металлу провалиться и не прилипнет к нему. Ведите сварку не сплошной дугой, а прерывистой (отрывайте кончик электрода каждые 1-2 секунды от поверхности, чтобы дуга погасла). Это позволит металлу немного остыть и сократит прожоги.

    Источник видео: Aurora Online Channel

    Чтобы не стучать по чистовому изделию для распаливания электрода, имейте под рукой черновую заготовку. Распалите электрод на ней и сразу переходите на стык для соединения. Тогда меньше придется зачищать следы от сварки на изделии.

    Новичку легче научиться варить, если аппарат обладает функцией "Антиприлипание". Когда электрод касается изделия, сварочный ток отключается. Не нужно тянуть держатель влево и вправо, пытаясь отломать расходник. С функцией "Форсаж" удобно варить тонкие металлы. При маленьком токе длина дуги короткая. Когда аппарат "чувствует", что дуга вот-вот погаснет, он на мгновение повышает сварочный ток. Функция "Горячий старт" обеспечит быстрый поджиг электрода без многочисленных постукиваний. Это актуально, если работы ведутся на ржавом металле. Тогда не придется предварительно много зачищать.

    Остались вопросы

    Оставьте Ваши контактные данные и мы свяжемся с Вами в ближайшее время

    Обратная связь

    Вернуться к списку

    азы, технология, выбор тока, техника ручной дуговой сварки

    В частном доме, на даче, в гараже и даже в квартире — везде есть немало работ, требующих сварки металла. Особенно остро эта необходимость ощущается в процессе стройки. Тут особенно часто требуются что-то подварить или отрезать. И если отрезать еще можно болгаркой, то надежно соединить металлические детали кроме сварки нечем. А если стройка ведется своими руками, то и сварочные работы вполне можно сделать самостоятельно. Особенно в тех местах, где красота шва не требуется. О том, как правильно варить сваркой, расскажем в этой статье.

    Содержание статьи

    • 1 Азы электросварки
      • 1.1 Виды электросварки
      • 1.2 Технология сварочных работ
    • 2 Как научиться варить сваркой
      • 2.1 Как подключать электрод
      • 2.2 Начало сварки: зажигаем дугу
      • 2.3 Наклон электрода
      • 2.4 Движения электрода
    • 3 Как правильно сваривать металл
      • 3.1 Как выбрать ток для сварки

    Азы электросварки

    Сварное соединения металла на сегодня — самое надежное: куски или детали сплавляются в единое целое. Происходит это в результате воздействия высоких температур. Большинство современных сварочных аппаратов для расплавления металла используют электрическую дугу. Она разогревает металл в зоне воздействия до температуры плавления, причем происходит это на небольшой площади. Так как используется электрическая дуга, то и сварка называется электродуговой.

    Это не совсем правильный способ сварки)) Как минимум, вам нужна маска

    Виды электросварки

    Электрическая дуга может образовываться как постоянным, так и переменным током. Переменным током варят сварочные трансформаторы, постоянным — инверторы.

    Работа с трансформатором — более сложная: ток переменный, потому сварная дуга «скачет», сам аппарат — тяжелый и громоздкий. Еще немало напрягает шум, который издает при работе и дуга и сам трансформатор. Имеется еще одна неприятность: трансформатор сильно «садит» сеть. Причем наблюдаются значительные скачки напряжения. Этому обстоятельству очень не рады соседи, да и ваша бытовая техника может пострадать.

    Технология сварочных работ

    Для возникновения электрической дуги необходимы два токопроводящих элемента с противоположными зарядами. Один — это металлическая деталь, а второй — электрод.

    Электроды, которые используются для ручной электродуговой сварки,  представляет собой сердечник из металла, покрытый специальным защитным составом. Бывают еще графитовые и угольные неметаллические сварочные электроды, но они используются при специальных работах и начинающему сварщику вряд ли пригодятся.

    При касании электрода и металла, имеющих разную полярность, возникает электрическая дуга.  После ее появления, в том месте, куда она направлена, начинает плавиться металл детали. Одновременно плавится металл стержня электрода, переносясь с электрической дугой в зону плавления: сварную ванну.

    Как образуется сварная ванна. Без понимания этого процесса вы не поймете, как варить металл правильно (Чтобы увеличить размер картинки щелкните по ней правой клавишей мышки)

    В процессе также горит защитное покрытие, частично плавясь, частично испаряясь и  выделяя некоторое количество раскаленных газов. Газы окружают сварную ванну, защищая металл от взаимодействия с кислородом. Их состав зависит от типа защитного покрытия. Расплавленный шлак также покрывает металл, способствуя еще и поддержанию его температуры. Чтобы правильно варить сваркой, необходимо следить за тем, чтобы шлак покрывал сварную ванну.

    Сварной шов получается при движении ванны. А двигается она при перемещении электрода. В этом и заключается весь секрет сварки: нужно с определенной скоростью передвигать электрод. Важно также в зависимости от требующегося типа соединения правильно подбирать его угол наклона и параметры тока.

    О том, как сделать из баллона или бочки мангал можно прочесть тут. Как раз попрактикуетесь.

    Как научиться варить сваркой

    Начинается все с подготовки рабочего места. Безопасности при работе с электросваркой необходимо уделять повышенное внимание: тут есть возможность получить травму и от электричества, и от высоких температур. Потому к подготовке отнеситесь серьезно.

    Учится варить электросваркой удобнее на толстом куске металла: на нем лучше практиковаться. Кроме него и сварочного аппарата, понадобятся краги (толстые перчатки) и маска сварщика. Также необходима плотная одежда, защищающая все тело, прочная обувь толстой кожи. Они должны выдерживать попадание искры и окалины. Нужна будут также молоток и металлическая щетка для того, чтобы сбивать шлак. Для защиты глаз при этом нужны будут очки.

    Как подключать электрод

    Сварочные работы для начинающих проще будет проводить, если взять универсальный электрод диаметром 3 мм (3,2 мм, если точно). Они стоят дороже, но работать с ними легче. После того как вы научитесь варить металл, можно будет попробовать использовать более дешевые, но начинать лучше с этих.

    Электрод вставляется в держатель, закрепленный на одном из сварочных кабелей. Есть два типа фиксаторов — пружинный и винтовой. Если держатель электрода пружинный, нажимаете на клавишу на ручке и в появившееся гнездо вставляете электрод. При винтовом зажиме ручка вращается. Раскручиваете ее, вставляете электрод и зажимаете. В любом случае он не должен шататься. Установив электрод можно подключать кабели.

    На сварочном аппарате постоянного тока есть два выхода: положительный и отрицательный. Также есть два сварочных кабеля:

    • один заканчивается металлическим зажимом-фиксатором — подсоединяется к детали;
    • другой — держателем для электрода.

    Какую полярность подключать для сварки зависит от типа работы. Если говорить об инверторах, то чаще плюс подключают на деталь, а минус подают на электрод. Такой вариант включения называют прямой полярностью. Но есть перечень работ, при которых подают обратную полярность: минус — на деталь, плюс — на электрод (например, для сварки нержавейки).

    Прямая и обратная полярность подключения на сварочном инверторе

    Прямая полярность обеспечивает лучший прогрев металла, что и необходимо для большей части соединений. Это объясняется тем, что электроны движутся от отрицательно заряженного полюса  — при прямой полярности это электрод — к положительному — детали. При этом они дополнительно  передают металлу свою энергию, повышая его температуру.

    Начало сварки: зажигаем дугу

    Как подключить электрод к инвертору разобрались. Теперь о том, как зажечь дугу. Возникает она при непосредственном контакте электрода и детали. Есть два способа:

    • чирканьем;
    • постукиванием.

    Из названия все ясно: в одном случае нужно провести электродом вдоль шва (чтобы не осталось следов), во втором — несколько раз стукнуть по детали кончиком электрода.

    Когда электрод новый, его кончик оголен, розжиг происходит легко. Если он уже был в работе, вокруг стержня образовалась стенка в несколько миллиметров из защитного покрытия. Это покрытие нужно отбить, несколько раз стукнув кончиком по детали.

    Оба способа розжига используются, тут выбирает каждый, кому как удобно. Этот навык — первый, который вам придется освоить, если вы хотите научиться пользоваться электросваркой.

    Потому берете несколько электродов, толстый кусок металла, и пытаетесь зажечь дугу. Как только у вас стало, получаться, можно приступать к следующему этапу обучения.

    Наклон электрода

    Основное положение электрода — наклоненное чуть к себе — на угол от 30° до 60° (смотрите рисунок). Величину наклона подбирают в зависимости от необходимого сварного шва и от выставленного тока. Ориентируются на состояние сварной ванны.

    Первое положение называется «углом назад». В этом случае ванна и расплавленный шлак движется за кончиком электрода. Его угол наклона и скорость движения должны быть такими, чтобы шлак успевал накрывать расплавленный металл. В таком положении получаем прогрев металла на большую глубину.

    Техника ручной дуговой сварки: положение электрода углом вперед и углом назад

    Бывают ситуации, когда металл сильно разогревать не нужно. Тогда угол наклона меняется на противоположный, шов и ванна «тянутся» за электродом. В этом случае глубина прогрева получается минимальной.

    Движения электрода

    Ответить на вопрос «как правильно варить электросваркой» просто: нужно контролировать сварную ванну. Для этого необходимо удерживать электрод на расстоянии 2-3 мм от поверхности металла и контролировать состояние и размер сварной ванны. Вот в этом и заключается мастерство сварщика.

    Сложность заключается в том, что одновременно приходится контролировать несколько параметров:

    • двигать электрод по одной из показанных на фото траекторий,
    • по мере выжигания опускать его чуть ниже, сохраняя постоянное расстояние в 2-3 мм;
    • следить за размерами и состоянием сварной ванны, ускоряя или замедляя движения электродом;
    • следить за направлением шва.

    Движения кончика электрода показаны на рисунке. Желающим научиться электросварке для домашнего применения все их осваивать не нужно, но два-три движения вам понадобятся: для разных ситуаций, швов и металлов.

    Еще один элемент техники ручной дуговой сварки: кончик электрода должен двигаться по одной из этих траекторий (или по какой-то похожей)

    Как научиться варить электросваркой? Отрабатывать движения на толстом куске металла. Получаются тогда не швы, а валики. Этот этап — начальный. На нем вы освоите элементарные навыки сварщика: научитесь контролировать расстояние от кончика электрода до детали, и при этом, двигать его по заданной траектории, следить за сварной ванной и шлаком в ней.

    Для этого берете толстый металл, мелом прочерчиваете на нем линию: по ней нужно будет уложить валик. Разжигаете дугу и начинаете осваивать движения, учась одновременно контролировать ванну. У вас получится не с первого, и, даже, не с десятого раза. Электродов изведете, наверное, с десяток. Когда техника ручной дуговой сварки будет отработана: валик будет равномерным, ширина и высота его постоянными (или почти), можно пробовать соединять детали.

    Похожие валики должны получаться у вас. Так вы сможете научиться правильно варить сваркой электродами

    Как сделать беседку на металлическом каркасе читайте в этой статье, а тут описано строительство сарая на металлическом каркасе.

    Как правильно сваривать металл

    Научится правильно держать электрод и двигать ванну для хорошего результата недостаточно. Необходимо знать, некоторые тонкости поведения соединяемых металлов. А особенность заключается в том, что шов «тянет» детали, из-за чего их может перекосить. В результате форма изделия может сильно отличаться от задуманной.

    Технология электросварки: перед началом наложения шва, детали соединяют прихватками — короткими швами, расположенными на расстоянии 80-250 мм друг от друга

    Потому перед работой детали закрепляют струбцинами, стяжками и другими приспособлениями. Кроме того делают прихватки — короткие поперечные швы, проложенные через несколько десятков сантиметров. Они скрепляют детали, придавая изделию форму. При сварке стыков их накладывают с двух сторон: так возникающие напряжения компенсируются. Только после тих подготовительных мероприятий начинают сварку.

    О типах сварных швов и соединений (горизонтальные, вертикальные, потолочные ) и о том, как их правильно варить  читайте тут.

    Как выбрать ток для сварки

    Научиться варить электросваркой невозможно, если не знать, какой выставлять ток. Он зависит от толщины свариваемых деталей и используемых электродов. Их зависимость представлена в таблице.

    Но при ручной электродуговой сварке все взаимосвязано. Например, в сети упало напряжение. Выдать необходимый ток инвертор просто не может. Но даже в этих условиях работать можно: можно медленнее двигать электрод, добиваясь хорошего прогрева. Если и это не помогло, меняете тип движения электрода — несколько раз проходя по одному месту. Еще один способ — поставить тоньше электрод. Комбинируя все эти методы можно добиться хорошего сварного шва даже в таких условиях.

    Как правильно варить сваркой вы теперь знаете. Осталось отработать навыки. Выбирайте сварочный аппарат, покупайте электроды и сварочную маску и приступайте к практике.

    Чтобы закрепить информацию и допускать меньше ошибок, посмотрите видео-урок по сварке.

    Сварочный электрод: таблица и выбор

    Электрод представляет собой металлическую проволоку с покрытием.

    Изготавливается из материалов, близких по составу к свариваемому металлу.

    Существует множество факторов, влияющих на выбор правильного электрода для каждого проекта. Вкратце:

    • Электроды SMAW или стержневые электроды являются расходуемыми, то есть они становятся частью сварного шва, а также называются присадочными электродами или сварочными прутками.
    • Вольфрамовые электроды
    • TIG являются неплавящимися, поскольку они не плавятся и не становятся частью сварного шва, что требует использования сварочного стержня.
    • Присадочные стержни
    • TIG представляют собой дополнительный присадочный материал, используемый для сплавления двух заготовок вместе в виде композита.
    • Электрод для сварки MIG представляет собой проволоку с непрерывной подачей, называемую проволокой MIG.

    Выбор электрода имеет решающее значение для простоты очистки, прочности сварного шва, качества валика и сведения к минимуму разбрызгивания.

    Электроды необходимо хранить в защищенном от влаги месте и осторожно вынимать из любой упаковки (следуйте инструкциям во избежание повреждений).

    Покрытые сварочные электроды

    Когда расплавленный металл контактирует с воздухом, он поглощает кислород и азот и становится хрупким или подвергается другим неблагоприятным воздействиям.

    Шлаковый покров необходим для защиты расплавленного или затвердевающего металла сварного шва от атмосферы. Это покрытие может быть получено из покрытия электрода.

    Состав покрытия сварочного электрода определяет его пригодность, состав наплавленного металла и характеристики электрода.

    Состав покрытий сварочных электродов основан на хорошо зарекомендовавших себя принципах металлургии, химии и физики.

    Покрытие защищает металл от повреждений, стабилизирует дугу и улучшает сварной шов другими способами, в том числе:

    1. Гладкая поверхность металла шва с ровными краями
    2. Минимальное разбрызгивание вблизи сварного шва
    3. Стабильная сварочная дуга
    4. Контроль проникновения
    5. Прочное, прочное покрытие
    6. Более легкое удаление шлака
    7. Улучшенная скорость наплавки

    Электроды для металлической дуги могут быть сгруппированы и классифицированы как электроды без покрытия или с тонким покрытием, а также электроды с экранированной дугой или электроды с толстым покрытием.

    Покрытый электрод является наиболее популярным типом присадочного металла, используемого в дуговой сварке.

    Состав покрытия электрода определяет пригодность электрода к использованию, состав наплавленного металла и технические характеристики электрода.

    Тип используемого электрода зависит от конкретных свойств, требуемых для наплавленного сварного шва.

    К ним относятся коррозионная стойкость, пластичность, высокая прочность на растяжение, тип свариваемого основного металла, положение сварного шва (плоское, горизонтальное, вертикальное или потолочное), а также требуемый тип тока и полярность.

    Популярная сварочная проволока (E6010), используемая для изготовления, строительства, сварки труб и судостроения общего назначения.

    Система идентификации электродов для дуговой сварки стали устроена следующим образом:

    1. E – указывает электрод для дуговой сварки.
    2. Первые две (или три) цифры — обозначают предел прочности при растяжении (сопротивление материала силам, пытающимся его разорвать) в тысячах фунтов на квадратный дюйм наплавленного металла.
    3. Третья (или четвертая) цифра – указывает положение сварного шва. 0 указывает, что классификация не используется; 1 для всех позиций; 2 только для плоского и горизонтального положения; 3 только для горизонтального положения.
    4. Четвертая (или пятая) цифра – указывает тип покрытия электродов и тип используемого источника питания; переменного или постоянного тока, прямой или обратной полярности.
    5. Типы покрытия, сварочный ток и положение полярности, обозначаемые четвертой (или пятой) идентификационной цифрой классификации электродов, перечислены в таблицах 5-4 ниже.

    Номер E6010 – указывает на электрод для дуговой сварки с минимальной прочностью на растяжение при снятом напряжении 60 000 фунтов на квадратный дюйм; используется во всех положениях, и требуется постоянный ток обратной полярности.

    Типы покрытия, тока и полярности, обозначаемые четвертой цифрой в классификационном номере электрода
    Цифра Покрытие Сварочный ток
    0 * *
    1 Целлюлоза Калий ак, дкрп, дксп
    2 Титана натрия ак, дксп
    3 Титания калия ак, дксп, дцрп
    4 Железный порошок Titania ак, дксп, дцрп
    5 Натрий с низким содержанием водорода дкрп
    6 Калий с низким содержанием водорода ак, дкрп
    7 Железный порошок оксид железа ак, дксп
    8 Железный порошок с низким содержанием водорода ак, дкрп, дксп

    Когда четвертая (или последняя) цифра равна 0, тип используемого покрытия и тока определяется третьей цифрой.
    Таблица 5-4

    Система идентификации электродов пруткового электрода для дуговой сварки нержавеющей стали настроена следующим образом:

    1. E обозначает электрод для дуговой сварки.
    2. Первые три цифры обозначают тип нержавеющей стали American Iron and Steel.
    3. Последние две цифры обозначают используемый ток и позицию.
    4. Номер Е-308-16 по этой системе указывает на институт нержавеющей стали типа 308; используется во всех положениях; с переменным или обратной полярностью постоянного тока.

    Система классификации электродов для дуги под флюсом

    Система идентификации твердой углеродистой стали для дуги под флюсом следующая:

    1. Буква E в префиксе используется для обозначения электрода. За этим следует буква, указывающая уровень марганца, то есть L для низкого, M для среднего и H для высокого марганца. Далее следует число среднего количества углерода в пунктах или сотых долях процента. Состав некоторых из этих проволок почти идентичен некоторым проволокам, указанным в спецификации для дуговой сварки в среде защитного газа.
    2. Электродная проволока, используемая для дуговой сварки под флюсом, указана в спецификации Американского общества сварщиков «Электроды из мягкой стали без покрытия и флюсы для дуговой сварки под флюсом». В этой спецификации указан состав проволоки и химический состав наплавленного металла в зависимости от используемого флюса. В спецификации указан состав электродной проволоки. Эта информация приведена в таблице 8-1. Когда эти электроды используются с определенными флюсами под флюсом и свариваются с соблюдением надлежащих процедур, наплавленный металл шва будет соответствовать механическим свойствам, требуемым спецификацией.
    3. В красных присадочных материалах, используемых для газокислородной сварки, буква префикса — R, за которой следует буква G, указывающая на то, что стержень используется специально для газовой сварки. За этими буквами следуют две цифры: 45, 60 или 65. Они обозначают приблизительную прочность на растяжение в 1000 фунтов на квадратный дюйм (6895 кПа).
    4. В цветных присадочных металлах используется префикс E, R или RB, за которым следует химический символ основных металлов в проволоке. Далее следуют инициалы одного или двух элементов. Если имеется более одного сплава, содержащего одни и те же элементы, может быть добавлена ​​буква или номер суффикса.
    5. Спецификации Американского общества сварщиков наиболее широко используются для указания неизолированных сварочных прутков и электродной проволоки. Существуют также военные спецификации, такие как типы MIL-E или -R, и федеральные спецификации, обычно тип QQ-R и спецификации AMS. Конкретная спецификация должна использоваться для определения присадочных металлов.

    Наиболее важным аспектом сплошных электродных проволок и стержней является их состав, указанный в спецификации. В спецификациях указаны пределы состава для различных проводов и требования к механическим свойствам.

    Иногда на сплошных медных проволоках медь может отслаиваться в механизме подающего ролика и создавать проблемы. Он может забивать вкладыши или контактные наконечники. Желателен легкий медный налет. Поверхность электродной проволоки должна быть в достаточной степени очищена от грязи и волочильных составов. Это можно проверить, используя белую чистящую ткань и протянув через нее кусок проволоки. Слишком большое количество грязи забьет направляющие, уменьшит токосъем наконечника и может привести к неустойчивой сварке.

    Состояние или прочность проволоки можно проверить на испытательной машине. Проволока более высокой прочности будет лучше проходить через пушки и кабели. Минимальная прочность на растяжение, рекомендуемая спецификацией, составляет 140 000 фунтов на квадратный дюйм (965 300 кПа).

    Непрерывная электродная проволока доступна в различных упаковках. Они варьируются от крошечных катушек, используемых в шпульных пистолетах, до катушек среднего размера для дуговой сварки металлическим электродом с тонкой проволокой. Имеются мотки электродной проволоки, которые можно размещать на катушках, входящих в состав сварочного оборудования. Встречаются и огромные катушки весом в несколько сотен фунтов. Электродная проволока также доступна в барабанах или раздаточных упаковках, где проволока укладывается в круглый контейнер и вытягивается из контейнера с помощью автоматического механизма подачи проволоки.

    Вот таблица, описывающая шесть стандартных электродов, используемых для сварки низкоуглеродистой стали:

    Покрытия

    Покрытия сварочных электродов для сварки низколегированных и низколегированных сталей могут содержать от 6 до 12 ингредиентов, включая:

    • Целлюлоза – для создания газовой защиты с восстановителем, в котором при распаде целлюлозы образуется газовая защита, окружающая дугу
    • Карбонаты металлов – для регулирования основности шлака и создания восстановительной атмосферы
    • Диоксид титана – для образования высокотекучего, но быстрозамерзающего шлака и для обеспечения ионизации дуги
    • Ферромарганец и ферросилиций – для раскисления расплавленного металла шва и увеличения содержания марганца и кремния в наплавленном металле шва.
    • Глины и смолы – для придания эластичности при выдавливании материала пластикового покрытия и для придания прочности покрытию
    • Кальция фторид – для обеспечения защитного газа для защиты дуги, регулирования основности шлака и обеспечения текучести и растворимости оксидов металлов
    • Минеральные силикаты – для образования шлака и придания прочности электродному покрытию
    • Легирующие металлы, включая никель, молибден и хром – для обеспечения содержания легирующих элементов в наплавленном металле сварного шва
    • Оксид железа или марганца – для регулирования текучести и свойств шлака и стабилизации дуги.
    • Железный порошок – для повышения производительности за счет дополнительного осаждения металла в сварном шве.

    Ниже описаны основные типы покрытий электродов для сварки низкоуглеродистой стали.

    1. Натрий-целлюлоза (EXX10) : Электроды этого типа из целлюлозного материала в виде древесной муки или переработанные низколегированные электроды содержат до 30 процентов бумаги. Газовая защита содержит двуокись углерода и водород, которые являются восстановителями. Эти газы создают дугу копания, обеспечивающую глубокое проникновение. Наплавленный металл несколько шероховат, а уровень разбрызгивания выше, чем у других электродов. Он обеспечивает отличные механические свойства, особенно после старения. Это один из первых разработанных типов электродов, который широко используется для прокладки трубопроводов по пересеченной местности методом сварки с уклоном. Обычно используется с постоянным током с положительным электродом (обратная полярность).
    2. Целлюлозно-калиевый (EXX11) : Этот электрод очень похож на целлюлозно-натриевый электрод, за исключением того, что используется больше калия, чем натрия. Это обеспечивает ионизацию дуги и делает электрод пригодным для сварки переменным током. Действие дуги, проплавление и результаты сварки очень похожи. Как в электроды E6010, так и в электроды E6011 можно добавлять небольшое количество железного порошка. Это способствует стабилизации дуги и немного увеличивает скорость наплавки.
    3. Рутил-натрий (EXX12) : Когда содержание рутила или диоксида титана относительно велико по сравнению с другими компонентами, электрод будет особенно привлекательным для сварщика. Электроды с таким покрытием имеют тихую дугу, легко контролируемый шлак и низкий уровень разбрызгивания. Наплавленный наплав будет иметь гладкую поверхность, а проплавление будет меньше, чем при использовании целлюлозного электрода. Свойства металла сварного шва будут немного ниже, чем у целлюлозных типов. Этот тип электрода обеспечивает достаточно высокую скорость осаждения. Он имеет относительно низкое напряжение дуги и может использоваться с переменным или постоянным током с отрицательным электродом (прямая полярность).
    4. Рутил-калиевый (EXX13) : Это электродное покрытие очень похоже на рутил-натриевое покрытие, за исключением того, что калий используется для обеспечения ионизации дуги. Это делает его более подходящим для сварки переменным током. Его также можно использовать с постоянным током любой полярности. Он производит очень тихую и плавную дугу.
    5. Железный рутиловый порошок (EXXX4) : Это покрытие очень похоже на рутиловые покрытия, упомянутые выше, за исключением добавления железного порошка. Если содержание железа составляет от 25 до 40 процентов, используется электрод EXX14. Если содержание железа составляет 50 процентов или более, используется электрод EXX24. Благодаря более низкому процентному содержанию железного порошка электрод можно использовать во всех положениях. Более высокий процент железа может использоваться только в плоском положении или для выполнения горизонтальных угловых швов. В обоих случаях скорость осаждения увеличивается в зависимости от количества железного порошка в покрытии.
    6. Низководородно-натриевые (EXXX5) : Покрытия, содержащие большое количество карбоната кальция или фторида кальция, называются электродами с низким содержанием водорода, известково-ферритным или основным типом электродов. В этом классе покрытий не используются целлюлоза, глины, асбест и другие минералы, содержащие связанную воду. Это необходимо для обеспечения минимально возможного содержания водорода в атмосфере дуги. Эти электродные покрытия запекаются при более высокой температуре. Семейство электродов с низким содержанием водорода имеет превосходные свойства металла сварного шва. Они обеспечивают самую высокую пластичность любого из месторождений. Эти электроды имеют среднюю дугу со средним или умеренным проплавлением. Они имеют среднюю скорость осаждения, но для достижения наилучших результатов требуются специальные методы сварки. Электроды с низким содержанием водорода должны храниться в контролируемых условиях. Этот тип обычно используется с постоянным током с положительным электродом (обратная полярность).
    7. Покрытие с низким содержанием водорода и калия (EXXX6) : Этот тип покрытия аналогичен покрытию с низким содержанием водорода и натрия, за исключением замены натрия калием для обеспечения дуговой ионизации. Этот электрод используется с переменным током и может использоваться с постоянным током, положительный электрод (обратная полярность). Дуга более плавная, но проплавление двух электродов одинаковое.
    8. Низководородно-калиевые (EXXX6) : Покрытия этого класса электродов аналогичны покрытиям с низким содержанием водорода, упомянутым выше. Однако в электрод добавляется железный порошок, и если его содержание превышает 35–40 процентов, электрод классифицируется как EXX18.
    9. Порошок железа с низким содержанием водорода (EXX28) : Этот электрод подобен EXX18, но содержит 50 или более процентов порошка железа в покрытии. Его можно использовать только при сварке в плоском положении или для выполнения горизонтальных угловых швов. Скорость осаждения выше, чем у EXX18. Покрытия с низким содержанием водорода используются для всех высоколегированных электродов. При добавлении определенных металлов в покрытия эти электроды становятся типами сплавов, где суффиксные буквы используются для обозначения состава металла сварного шва. Электроды для сварки нержавеющей стали также относятся к низководородному типу.
    10. Оксид железа-натрий (EXX20) : Покрытия с высоким содержанием оксида железа образуют наплавленный шов с большим количеством шлака. Это может быть трудно контролировать. Этот тип покрытия обеспечивает высокоскоростное нанесение и среднее проникновение с низким уровнем разбрызгивания. Полученный шов имеет очень гладкую поверхность. Электрод можно использовать только для сварки в плоском положении и для выполнения горизонтальных угловых швов. Электрод можно использовать с переменным током или постоянным током любой полярности.
    11. Железо-окисно-железный электрод (EXX27) : Этот тип электрода очень похож на железо-оксидно-натриевый, за исключением того, что он содержит 50 или более процентов железа. Увеличенное количество энергии железа значительно увеличивает скорость осаждения. Он может использоваться с переменным постоянным током любой полярности.

    Существует множество типов покрытий, помимо упомянутых здесь, большинство из которых, как правило, представляют собой комбинации этих типов, но для специальных применений, таких как наплавка твердым сплавом, сварка чугуна и цветных металлов.

    См. также : 6010 vs 6011 vs 6013 vs 7018 vs 7024

    Хранение

    Рисунок 5-32: Печь для сушки электродов

    Электроды должны быть сухими. Влага разрушает желаемые характеристики покрытия и может вызвать чрезмерное разбрызгивание и привести к пористости и трещинам в зоне сварки. Электроды, подвергавшиеся воздействию влажного воздуха более двух или трех часов, должны быть высушены путем нагревания в подходящей печи (рис. 5-32) в течение двух часов при 500°F (260°C).

    После высыхания их следует хранить во влагонепроницаемом контейнере. Изгиб электрода может привести к отслоению покрытия от жилы. Электроды не следует использовать, если жила оголена.

    Электроды с суффиксом «R» в классификации AWS имеют более высокую влагостойкость.

    Типы электродов

    Неизолированные электроды

    Неизолированные сварочные электроды изготавливаются из проволоки, состав которой требуется для конкретных применений.

    Эти электроды не имеют других покрытий, кроме тех, которые требуются для волочения проволоки. Эти покрытия для волочения проволоки оказывают небольшое стабилизирующее действие на дугу, но в остальном не имеют никакого значения. Неизолированные электроды используются для сварки марганцевой стали и других целей, где электрод с покрытием не требуется или нежелателен. Схема переноса металла через дугу оголенного электрода показана на рис. 5-29.

    Перенос расплавленного металла голым электродом

    Электроды с легким покрытием

    Электроды для сварки со светлым покрытием имеют определенный состав.

    На поверхность нанесено легкое покрытие путем мытья, погружения, нанесения кистью, распылением, галтовкой или протиранием. Покрытия улучшают характеристики потока дуги. Они перечислены под серией E45 в системе идентификации электродов.

    Покрытие обычно выполняет функции, описанные ниже:

    1. Растворяет или восстанавливает примеси, такие как оксиды, сера и фосфор.
    2. Он изменяет поверхностное натяжение расплавленного металла, так что шарики металла, покидающие конец электрода, становятся меньше и чаще. Это помогает сделать поток расплавленного металла более равномерным.
    3. Повышает стабильность дуги за счет введения материалов, легко ионизирующихся (т. е. превращающихся в мелкие частицы с электрическим зарядом) в поток дуги.
    4. Некоторые легкие покрытия могут образовывать шлак. Шлак довольно тонкий и не действует так же, как шлак типа экранированного дугового электрода.
    Рисунок 5-30: Дуговое действие, полученное с помощью электрода с легким покрытием

    Защитная дуга или электроды с толстым покрытием

    Защитная дуга или сварочные электроды с толстым покрытием имеют определенный состав, на который нанесено покрытие погружением или экструзией.

    Электроды выпускаются трех основных типов:

    • с целлюлозным покрытием
    • с минеральными покрытиями
    • те, чьи покрытия представляют собой комбинации минералов и целлюлозы

    Целлюлозные покрытия состоят из растворимого хлопка или других форм целлюлозы с небольшим количеством калия, натрия или титана и, в некоторых случаях, с добавлением минералов.

    Минеральные покрытия состоят из силиката натрия, оксидов металлов, глины и других неорганических веществ или их комбинаций.

    Электроды с целлюлозным покрытием защищают расплавленный металл газовой зоной вокруг дуги и зоны сварки.

    Электрод с минеральным покрытием образует шлаковый налет.

    Электроды с защитной дугой или электроды с толстым покрытием используются для сварки сталей, чугуна и наплавки твердым сплавом. См. рисунок 5-31 ниже.

    Рисунок 5-31: Действие дуги, полученное с помощью экранированного дугового электрода

    Функции экранированной дуги или электродов с толстым покрытием

    Эти сварочные электроды создают восстанавливающую газовую защиту вокруг дуги.

    Предотвращает загрязнение металла сварного шва атмосферным кислородом или азотом.

    Кислород легко соединяется с расплавленным металлом, удаляя легирующие элементы и вызывая пористость.

    Азот вызывает хрупкость, низкую пластичность и, в некоторых случаях, низкую прочность и плохую коррозионную стойкость.

    Они снижают содержание таких примесей, как оксиды, сера и фосфор, так что эти примеси не ухудшают качество наплавленного металла.

    Они снабжают дугу веществами, повышающими ее стабильность. Это устраняет большие колебания напряжения, так что дуга может поддерживаться без чрезмерного разбрызгивания.

    Уменьшая силу притяжения между расплавленным металлом и концом электродов или уменьшая поверхностное натяжение расплавленного металла, испаряющееся и расплавленное покрытие заставляет расплавленный металл на конце электрода распадаться на мелкие мелкие частицы.

    Покрытия содержат силикаты, которые образуют шлак на расплавленном сварном шве и основном металле. Поскольку шлак затвердевает относительно медленно, он удерживает тепло и позволяет нижележащему металлу медленно охлаждаться и затвердевать. Это медленное затвердевание металла исключает попадание газов в сварной шов и позволяет твердым примесям всплывать на поверхность. Медленное охлаждение также оказывает эффект отжига на наплавленный металл.

    Физические характеристики наплавленного металла изменяются за счет включения легирующих материалов в покрытие электрода. Флюсовое действие шлака также приводит к получению металла шва лучшего качества и позволяет проводить сварку на более высоких скоростях.

    Вольфрамовые электроды

    Неплавящиеся сварочные электроды для дуговой сварки вольфрамовым электродом в среде защитного газа (TIG) бывают трех типов: чистый вольфрам, вольфрам, содержащий 1 или 2 процента тория, и вольфрам, содержащий от 0,3 до 0,5 процента циркония.

    Вольфрамовые электроды могут быть идентифицированы по типу окрашенными концевыми метками следующим образом.

    1. Зеленый – чистый вольфрам.
    2. Желтый – 1 процент тория.
    3. Красный – 2% тория.
    4. Коричневый – от 0,3 до 0,5 процента циркония.

    Электроды из чистого вольфрама (99,5% вольфрама) обычно используются при менее критичных сварочных операциях, чем электроды из вольфрама, который является легированным. Этот тип электрода имеет относительно низкую токонесущую способность и низкую устойчивость к загрязнениям.

    Торированные вольфрамовые электроды (1 или 2 процента тория) превосходят электроды из чистого вольфрама из-за их более высокого выхода электронов, лучшего зажигания дуги и стабильности дуги, высокой пропускной способности по току, более длительного срока службы и большей устойчивости к загрязнению.

    Вольфрамовые сварочные электроды, содержащие от 0,3 до 0,5% циркония, по рабочим характеристикам обычно занимают промежуточное положение между электродами из чистого вольфрама и электродами из торированного вольфрама. Тем не менее, есть некоторые признаки лучшей производительности при определенных типах сварки с использованием переменного тока.

    Более точное управление дугой может быть достигнуто, если электрод из вольфрамового сплава заточен до точки (см. рис. 5-33). Когда электроды не заземлены, они должны работать при максимальной плотности тока, чтобы получить достаточную стабильность дуги. Вольфрамовые электроды трудно обслуживать, если в качестве источника питания используется стандартное оборудование постоянного тока, а зажигание дуги от прикосновения является стандартной практикой. Сохранение формы электрода и уменьшение вольфрамовых включений в сварном шве лучше всего достигается путем наложения высокочастотного тока на обычный сварочный ток. Вольфрамовые электроды, легированные торием и цирконием, дольше сохраняют форму при использовании контактного пуска.

    Рисунок 5-33: Правильный конус вольфрамового электрода

    Выступ сварочного электрода за пределы газовой камеры определяется типом свариваемого соединения. Например, расширение за пределы газового колпачка на 1/8 дюйма (3,2 мм) может использоваться для стыковых соединений тонколистового материала, в то время как расширение примерно от 1/4 до 1/2 дюйма (от 6,4 до 12,7 мм) может потребоваться для некоторых угловых швов. Вольфрамовый электрод горелки должен быть слегка наклонен, а присадочный металл должен добавляться осторожно, чтобы избежать контакта с вольфрамом. Это предотвратит загрязнение электрода. Если загрязнение все же произошло, электрод необходимо снять, заново заточить и заменить в горелке.

    Электроды для дуговой сварки постоянным током

    При использовании определенного типа сварочного электрода необходимо следовать рекомендациям производителя. Как правило, экранированные дуговые электроды постоянного тока предназначены либо для обратной полярности (электрод положительный), либо для прямой полярности (отрицательный электрод), либо для обоих. Многие, но не все электроды постоянного тока можно использовать с переменным током. Постоянный ток предпочтителен для многих типов покрытых, цветных, неизолированных электродов и электродов из легированной стали. Рекомендации производителя также включают тип основного металла, для которого подходят данные электроды, поправки на плохую подгонку и другие особые условия.

    В большинстве случаев электроды с прямой полярностью обеспечивают меньшее проплавление, чем электроды с обратной полярностью, и по этой причине обеспечивают более высокую скорость сварки. Хорошее проплавление может быть получено при использовании любого типа сварки при надлежащих условиях сварки и манипулировании дугой.

    Электроды для дуговой сварки на переменном токе

    Доступны электроды с покрытием, которые можно использовать как с постоянным, так и с переменным током. Переменный ток более предпочтителен при сварке в ограниченных зонах или при использовании высоких токов, необходимых для толстых профилей, поскольку он уменьшает дугу. Дуга дуги вызывает пузыри, шлаковые включения и непровар в сварном шве.

    Переменный ток используется при сварке атомарным водородом и в тех процессах с угольной дугой, которые требуют двух угольных электродов. Это обеспечивает равномерную скорость сварки и расход электрода. В угольно-дуговых процессах, где используется один угольный электрод, рекомендуется постоянный ток прямой полярности, потому что электрод будет расходоваться с меньшей скоростью.

    Дефекты электродов и их последствия

    Если в покрытиях электродов присутствуют определенные элементы или оксиды, это повлияет на стабильность дуги. В неизолированных электродах состав и однородность проволоки являются важным фактором контроля стабильности дуги. Тонкие или толстые покрытия на электродах не могут полностью устранить последствия дефекта проволоки.

    Алюминий или оксид алюминия (даже при наличии 0,01 процента), кремний, диоксид кремния и сульфат железа неустойчивы. Оксид железа, оксид марганца, оксид кальция и стабилизируют дугу.

    Когда в электроде содержится более 0,04 процента фосфора или серы, они ухудшают состояние металла сварного шва, поскольку переносятся с электрода в расплавленный металл с очень небольшими потерями. Фосфор вызывает рост зерен, хрупкость и «хладноломкость» (т. е. хрупкость при температуре ниже красного каления) в сварном шве. Эти дефекты увеличиваются по мере увеличения содержания углерода в стали. Сера действует как шлак, нарушает прочность металла шва и вызывает «горячую коррозию» (т. е. хрупкость при температуре выше красного каления). Сера особенно вредна для неизолированных электродов из низкоуглеродистой стали с низким содержанием марганца. Марганец способствует образованию прочных сварных швов.

    Если термическая обработка, учитывая проволочный сердечник электрода, неоднородна, электрод будет давать сварные швы хуже, чем сварные швы, полученные с электродом того же состава, который был должным образом термически обработан.

    Скорость наплавки

    Различные типы электродов имеют разную скорость наплавки из-за состава покрытия. Электроды, содержащие железный порошок в покрытии, имеют самые высокие скорости осаждения. В Соединенных Штатах доля железа в покрытии составляет от 10 до 50 процентов. Это основано на зависимости количества железного порошка в покрытии от массы покрытия. Это показано в формуле:

    Эти проценты связаны с требованиями спецификаций Американского общества сварщиков (AWS). Европейский метод определения мощности железа основан на сравнении массы наплавленного металла с массой израсходованной проволоки с неизолированным сердечником. Это показано следующим образом:

    Таким образом, если бы вес наплавки был в два раза больше веса жилы, это означало бы 200-процентную эффективность наплавки, даже если количество железного порошка в покрытии составляло лишь половину от общего депозита. 30-процентная формула мощности железа, используемая в Соединенных Штатах, обеспечивает эффективность осаждения от 100 до 110 процентов при использовании европейской формулы. Силовой электрод с 50-процентным содержанием железа, рассчитанный по стандартам Соединенных Штатов, будет давать КПД примерно 150 процентов, используя европейскую формулу.

    Неплавящиеся электроды

    Типы

    Существует два типа неплавящихся сварочных электродов.

    1. Углеродный электрод представляет собой металлический электрод без наполнителя, используемый при дуговой сварке или резке, состоящий из угольно-графитового стержня, который может быть покрыт или не покрыт медью или другими покрытиями.
    2. Вольфрамовый электрод определяется как металлический электрод без наполнителя, используемый для дуговой сварки или резки, изготовленный в основном из вольфрама.

    Угольные электроды

    Американское общество сварщиков не предоставляет спецификации для углеродных сварочных электродов, но есть военная спецификация, №. MIL-E-17777C, озаглавленный «Электроды для резки и сварки углерод-графит без покрытия и с медным покрытием».

    В данной спецификации представлена ​​система классификации, основанная на трех сортах: гладкий, без покрытия и с медным покрытием. Он предоставляет информацию о диаметре, информацию о длине и требования к допускам на размер, обеспечению качества, отбору проб и различным тестам. Области применения включают сварку угольной дугой, сварку двойной угольной дугой, углеродную резку, а также резку и строжку воздушной угольной дугой.

    Сварочные электроды

    Сварочные электроды различаются по:

    • Размер : общие размеры 1/16, 5/64, 3/32 (наиболее распространенные), 1/8, 3/16, 7/32, 1/4 и 5/16 дюймов. Стержневая проволока, используемая с электродами, должна быть уже, чем свариваемые материалы.
    • Материал : стержневые сварочные электроды изготавливаются из чугуна, высокоуглеродистой стали, мягкой стали, не содержащей железа (цветной) и специальных сплавов. )
    • Прочность : относится к пределу прочности при растяжении. Каждый сварной шов должен быть прочнее свариваемого металла. Это означает, что материалы электрода также должны быть прочнее.
    • Положение сварки (горизонтальное, плоское и т. д.): для каждого положения сварки используются разные электроды.
    • Смесь железного порошка (до 60% во флюсе): железный порошок во флюсе увеличивает количество расплавленного металла, доступного для сварки (тепло превращает порошок в сталь).
    • Мягкая дуга Обозначение : для более тонких металлов или металлов, которые не имеют идеальной посадки или зазора.
    Схема сварочного электрода SMAW

    Как описано выше, существует много видов электродов. Вот самые популярные электроды для сварки электродами (SMAW):

    • E6013 и E6012 : Для тонких металлов и соединений, которые трудно соединяются друг с другом.
    • E6011 : Хорошо подходит для работы на замасленных, ржавых или загрязненных поверхностях. Универсален тем, что работает с полярностью постоянного или переменного тока. Создает мало шлака, еще один большой плюс. Обратите внимание, что этот электрод не следует помещать в электродную печь.
    • E6010 : Аналогично E6011, но работает только с постоянным током (DC). Обратите внимание, что этот электрод не следует помещать в электродную печь.
    • E76018 и E7016 : Изготовлены из железного порошка во флюсе. Он создает прочные сварные швы, но имеет лужу, которая может создать некоторые проблемы с управлением для начинающих.

    Основы дуговой сварки в защитном металле

    By Дженнифер Даллос на

    Объясняются основы этого давно используемого и универсального процесса

    При дуговой сварке защищенным металлом (SMAW) дуга между покрытым электродом и сварочной ванной используется для выполнения сварного шва. По мере того, как сварщик постоянно подает электрод с покрытием в сварочную ванну, при распаде покрытия выделяются газы, защищающие ванну. Процесс используется без приложения давления и с присадочным металлом из покрытого электрода. Качественный металл шва, наплавленный в процессе, используется как для соединения, так и для нанесения функциональной поверхности на металлические изделия.
    Из-за множества возможных вариаций состава покрытия электрода и большого выбора химического состава проволоки сердечника этот процесс может производить широкий спектр наплавленного металла с требуемыми механическими и физическими свойствами, обеспечивая при этом ровную дугу, однородный металл. передаточные характеристики и простота в эксплуатации. Это один из старейших и простейших процессов сварки, который до сих пор широко используется.

    Простота процесса распространяется на количество и характер необходимых компонентов схемы, а именно:
    1.    Источник питания с соответствующим номинальным током и рабочим циклом
    2.    Электрод SMAW, совместимый с выходной мощностью источника питания
    3.   Сварочный кабель подходящего размера
    4.   Электрододержатель
    5.   Кабель заготовки.

    Основы процесса

    Отличительной особенностью SMAW является физическое наличие покрытия/покрытия, которое окружает жилу расходуемого электрода. Покрытый стержень называется электродом, потому что он функционирует как клемма, от которой электрический поток переходит от проводящего твердого тела к проводящей плазме сварочной дуги.
    Для любого применения электрод должен соответствовать следующим трем критериям:
    1. Он должен экранировать дугу и металл сварного шва.
    2. Должен добавлять металл к сварному шву.
    3. Он должен выдерживать сварочную дугу.

    Эти функции выполняют компоненты покрытия. При достаточном нагреве ингредиенты покрытия делают следующее:
    1.  Разлагаются на газы и вытесняют воздух в месте сварки, обеспечивая тем самым защиту дуги и металла сварного шва;
    2. Ионизация для поддержки дуговой плазмы;
    3. Плавить расплавленный металл и при охлаждении образовывать на сварном шве защитный шлаковый покров.
    Покрытие может также содержать металлические порошки, которые увеличивают вклад металла электрода в сварочную ванну.

    Принципы работы

    В процессе SMAW используется электрическая цепь, которая поддерживает сварочную дугу для преобразования мощности электрической сети или топлива в тепло. Тепло от сварочной дуги является интенсивным и чрезвычайно концентрированным. Он сразу расплавляет часть заготовки и конец электрода. Сварщик поддерживает длину дуги, удерживая постоянное пространство между электродом и сварочной ванной, которая образуется на изделии. При снятии дуги жидкость плавится, а расплав застывает в сплошной металл.

    Элементы типовой сварочной схемы для дуговой сварки в защитных газах.

    Как показано на схеме на рис. 1, источник питания включен в цепь с электродом и заготовкой последовательно. Сварочный кабель, используемый в цепи, электрододержатель и соединение между кабелем и заготовкой также являются важными элементами цепи. Источник питания имеет две отдельные выходные клеммы. С одной клеммы осуществляется подключение к электроду. При использовании постоянного тока (DC) правильная клемма для подключения электрода определяется требуемой полярностью для данного типа электрода. При использовании переменного тока (AC) электрод можно подключить к любой клемме. Цепь между заготовкой и электродом разомкнута.
    Пока электрод SMAW удерживается на расстоянии от заготовки, цепь
    остается разомкнутой, и можно использовать вольтметр для измерения падения напряжения между электрододержателем
    и заготовкой для этого состояния разомкнутой цепи (перед сваркой).

    Покрытые электроды

    Все электроды SMAW имеют покрытие с компонентами, облегчающими процесс сварки, и добавляют легирующие элементы, придающие шву полезные свойства. Без покрытия дугу было бы очень трудно поддерживать, наплавленный металл был бы хрупким из-за растворенного кислорода и азота, валик сварного шва был бы тусклым и неправильной формы, а заготовка была бы подрезана.

    Производители электродов наносят покрытие на электроды SMAW методом экструзии или погружением. Экструзия
    используется гораздо шире и достигается за счет смешивания сухих компонентов с жидкими силикатами. Процесс погружения используется в основном для электродов SMAW, используемых для сварки чугуна, и для некоторых специальных электродов, которые имеют сложную сердечную проволоку.

    Покрытие содержит большую часть необходимых для процесса стабилизирующих, экранирующих, флюсующих, раскисляющих и шлакообразующих материалов. Помимо поддержания дуги и подачи присадочного металла для наплавленного металла, разрушение покрытия электрода приводит к попаданию других ключевых материалов в дугу или вокруг нее, или и в то, и в другое. В зависимости от типа используемого электрода покрытие электрода обеспечивает следующее:
    1.   Газ для защиты дуги и предотвращения чрезмерного атмосферного загрязнения расплавленного металла;
    2. Раскислители, реагирующие с растворенными газообразными элементами, которые могут вызывать пористость, и уменьшающие их уровень;
    3. Флюсы для ускорения химических реакций и очистки сварочной ванны;
    4. Шлаковый покров для защиты горячего металла шва от воздуха и улучшения механических свойств, формы валика и чистоты поверхности металла шва;
    5. Легирующие элементы для получения желаемой микроструктуры;
    6. Элементы и соединения для контроля роста зерна;
    7. Легирующие материалы для улучшения механических свойств металла шва;
    8. Элементы, влияющие на форму сварочной ванны;
    9. Элементы, влияющие на смачивание заготовки и вязкость жидкого металла шва; и
    10. Стабилизаторы, помогающие установить желаемые электрические характеристики электрода и свести к минимуму разбрызгивание.

    Химические соединения в покрытии в сочетании с составом основной проволоки создают уникальные механические свойства сварного шва и улучшают характеристики сварки, такие как стабильность дуги, тип переноса металла и шлак. Различные типы электродов разработаны не только для сварки различных металлов, но и для оптимизации определенных характеристик процесса и получения преимущества в определенной области 9. Приложение 0181.

    Защита от дуги

    Экранирующее действие процесса, показанного на рис. 2, практически одинаково для всех электродов SMAW, но конкретный метод защиты и объем образующегося шлака варьируются от одного типа электрода к другому.
    Как показано на рис. 2, работают два механизма для предотвращения вредного воздействия на сварочную ванну газов, содержащихся в воздухе. Первый — принудительное вытеснение воздуха газами, образующимися при горении и разложении покрытия электрода. Во-вторых, это покрывающее действие флюса или шлака, которое предотвращает диффузию компонентов воздуха в жидкий металл. Покрытия электродов различаются по своей зависимости от этих двух механизмов, чтобы обеспечить наиболее выгодное экранирующее действие для конкретного сварного шва.

    Преимущества процесса

    Основным преимуществом SMAW является большое разнообразие металлов и сплавов, которые можно сваривать в этом процессе. Имеются процедуры и электроды для сварки углеродистых и низколегированных сталей, высоколегированных сталей, сталей с покрытиями, инструментальных и штамповых сталей, нержавеющих и жаропрочных сталей, чугунов, меди и медных сплавов, а также никелевых и кобальтовых сплавов.
    Ниже приведены другие преимущества процесса:
    1. Оборудование относительно простое, недорогое и портативное.
    2. Электрод SMAW обеспечивает как экранирование, так и присадочный металл для получения качественного сварного шва.
    3. Вспомогательная газовая защита или гранулированный флюс не требуются.
    4. Этот процесс менее чувствителен к ветру и сквозняку, чем процессы дуговой сварки в среде защитного газа.
    5. Размеры электродов SMAW идеальны для проникновения в зоны с ограниченным доступом (электроды можно сгибать и с помощью зеркал накладывать в слепых зонах).
    6. Этот процесс подходит для большинства часто используемых металлов и сплавов.
    7. Этот процесс является гибким и может применяться к различным конфигурациям соединений и положениям сварки.
    8. Можно легко и надежно получить оптимальные результаты.

    Ограничения процесса

    1. Металлы с низкой температурой плавления, такие как свинец, олово и цинк, и их сплавы не свариваются методом SMAW. Эти металлы имеют относительно низкие температуры кипения, и сильный нагрев дуги SMAW немедленно заставляет их испаряться из твердого состояния. Дуговая сварка защитным металлом также не подходит для химически активных металлов, таких как титан, цирконий, тантал и ниобий, поскольку обеспечиваемая защита недостаточно инертна для предотвращения загрязнения сварного шва.
    2. Этот процесс обеспечивает более низкую скорость наплавки, чем процессы дуговой сварки металлическим электродом в среде защитного газа (GMAW) и дуговой сварки с флюсовой проволокой (FCAW). Скорость осаждения ниже, поскольку максимальный полезный ток ограничен.
    3. Если электрод слишком длинный или сила тока слишком велика, количество тепла, выделяемого внутри электрода SMAW, будет чрезмерным. После начала сварки температура покрытия в конечном итоге поднимется до предела, который вызовет преждевременное разрушение покрытия. Этот пробой, в свою очередь, вызывает ухудшение характеристик дуги и снижает уровень защиты.


    Learn more