Технология ручной дуговой сварки — плюсы и минусы

Знаменитая РДС – ручная дуговая сварка, народная любимица и самая популярная сварочная технология в течение долгого времени. Такое достижение дорогого стоит. Метод основан на использовании специальных электродов.

Все действия в РДС выполняются сварщиком вручную. Несмотря на популярность и, казалось бы, изученность этого способа, нам с вами невредно будет повторить основные факты и проверить, как на сегодняшний день поживает милая сердцу РДС.

Технология ручной дуговой сварки

Принципиальная схема дуговой сварки заключается в создании замкнутого контура, по которому циркулирует постоянный, переменный или высокочастотный импульсный ток.

Образование дуги возникает при моментальной подаче напряжения к электроду после касания электродом сварной поверхности.

Также существуют различные приемы и движения электродом относительно поверхностей: затягивание отверстий и прожогов “перетаскиванием”, когда расплавленный металл натягивается с поверхности на поверхность электродом, сварка “полумесяцем” и “зигзагом” – самые распространенные и эффективные приемы.

С помощью обычного баласного инвертора 220 В при номинальном повышении тока можно использовать аппарат в качестве резки листового металла и прутка, в обычном режиме аппарат используется для сварки.

Для повышения качества необходимо соблюдать следующие условия:

Так как огневые и сварочные работы требуют особенных навыков у производителя работ, соблюдения норм технической и промышленной безопасности, а так же допусков, то проводиться периодическая аттестация с целью продления или получения разрешения и допуска к огневым работам различных категорий.

Сварочные работы нужно проводить исключительно в специальной защите. Читайте про сварочные маски хамелеон здесь.

Главное – дуга

Суть или технология ручной дуговой сварки – это формирование правильной и устойчивой дуги между концом электрода и сварочной ванной. Поджечь дугу быстрым касанием, чтобы она сразу загорелась и стабильно горела в дальнейшем – одно дело.

Правильно держать и вести электрод, соблюдая стандарты высоты расходника над поверхностью, скорости ведения электрода вдоль шва и много чего еще – дело другое. Знать нужно немало, уметь – тоже. Ну так современная сварка – тоже не погулять выйти, это поле с профессиональными игроками и высокой конкуренцией.

Здесь на художественной самодеятельности никто больше не проедет. Так что давайте повторять и разбираться в деталях и нюансах современной РДС.

Основные действия с помощью электродержателей:

• подача электрода в рабочую зону;
• поджиг электрической дуги;
• перемещение расходника вдоль кромок деталей;
• поддержка стабильного горения дуги.

Чертеж ручной дуговой сварки.

Итак, мы подожгли дугу касанием и отвели электрод на небольшое расстояние от свариваемой поверхности. Стержень электрода начинает плавиться от действия высокой температуры. Именно их этого плавящегося стержня формируется тот самый сварочный шов, ради которого затеяна вся суета вокруг.

Вместе с металлическим стержнем электрода плавится его специальное покрытие, хитрый состав которого образует защиту шва шлаком и газом от окисления. Сразу же после того, как погаснет дуга, шлак удаляется с поверхности рабочего участка.

Сварочный шов какой угодны для не получается из-за ограниченной длины электрода: как только стержень оплавится до конца, процесс нужно останавливать, чтобы его поменять. А такого рода перерывы неважно сказываются на качестве шва: из-за них в шве попросту образуются дефекты.

С этой бедой можно бороться, и прежде всего с помощью выполнения правил технологий. В технических характеристиках электродов, к примеру, всегда указываются параметры подходящего электрического тока к типу покрытия, диаметру стрежня и положению во время сварки.

Все это необходимо для оптимизации горения дуги и протяженности непрерывного шва – «не больше и не меньше, а в самый раз» – вот главное правило, которое, пожалуй, требует технология дуговой сварки.

Достоинства и недостатки

Ручная дуговая сварка плавящимся электродом не зря является самым популярным методом соединения металлов. С ее помощью можно выполнить несложный ремонт, сформировать короткие прочные швы, провести быстрое техническое обслуживание какого-нибудь оборудования. Но это еще не все плюсы.

По сравнению с другими технологиями сварочные аппараты для РДС сварки стоят недорого, они компакты и просты в использовании. Также для работы не требуется дополнительная защита сварочной зоны с помощью газа или флюса, поскольку с этой задачей справляется электрод. Еще один плюс — возможность работать практически в любых условиях: и на улице, и в цеху, и на ветру, и под палящим солнцем. А это важно, если нужно произвести быстрый ремонт в «полевых» условиях.

Не стоит забывать, что РДС подходит для сварки самых разных металлов: от углеродистых и легированных сталей до чугуна, алюминия и меди. При этом толщина деталей может достигать нескольких сантиметров и мощный сварочный аппарат справится с этой задачей. Также можно произвести сварку в любом пространственном положении, если это потребуется.

Теперь о недостатках. РД по металлу требует частых перерывов в работе. Они необходимы, чтобы заменить расплавленный электрод на новый. А его расход может быть очень большим при отсутствии опыта или при сварке толстых металлов. Если электрод достиг длины в 5 сантиметров и менее, то его тут же следует заменить.

Ручная сварка с применением электрода подразумевает образование шлака вокруг сварочной зоны и шва. С одной стороны, это хорошо, поскольку шлак дополнительно защищает сварочную ванну от кислорода. Но после работы шлак нужно удалить с поверхности металла. Этот процесс может быть трудоемким и отнимает немало времени.

Из-за этих двух недостатков ручная дуговая сварка считается одной из самых медленных. Она приводит к перерасходу времени и не идет ни в какое сравнение с конкурентами, вроде MIG сварки. Вы должны взять во внимание этот недостаток.

Из-за того, что в работе нельзя использовать электроды до конца, а принято часто заменять их на новые, происходит перерасход комплектующих. Выходит, что в работе используется не более 70% электрода, остальное считается огарком. Этот факт увеличивает себестоимость работ.

Несмотря на относительную универсальность, с помощью РДС не получится сварить олово или цинк. И вообще все металлы с низкой температурой плавления. Это происходит из-за того, что коэффициент тепловложения слишком велик при сварке электрической дугой. Также ручная дуговая сварка плавящимся электродом не подойдет для соединения деталей из титана, тантала и любых других металлов, обладающих активными химическими свойствами. Электрод не сможет в должной мере защитить шов от окисления.

Ну и последний минус, который нужно упомянуть. В ручной дуговой сварке ток проходит по всей длине электрода, и если значение тока будет слишком велико, то стержень может перегреться и защитное покрытие разрушится. Из-за этого вы просто не сможете установить высокие значения тока, чтобы хоть как-то ускорить работу. Это еще одна причина, почему скорость работы при ручной сварке металлоконструкций может быть ниже, чем при использовании других методов сварки.

Что варим с помощью РДС

Да практически все. Если говорить о сталях, то это и легированные, и нелегированные марки. Правда, есть ограничения в толщине, он должна быть не больше до 5-ти см. Слишком тонкие листы металла тоже не пойдут: если заготовка тоньше 1,5 мм, металл при РДС мгновенно прогорит.

Больше всего РДС подходит для работы с заготовками толщиной от 3,0 до 20,0 мм.

Конечно, в зависимости от состава металла меняется прочность шва. Она, например, снижается с повышением доли углерода в стальных сплавах. Иными словами, высокоуглеродистые стали варить методов РДС можно, но качество шва с точки зрения будет ниже.

Где ручная дуговая только не применяется, вот только некоторые из примеров:

• производство труб самого разного вила и назначения;
• машиностроение;
• судостроение;
• все ремонтные работы на многочисленных СТО;
• все виды коммунальных работ, где необходимо соединение металлов.

Техника безопасности при ручной дуговой сварке

Сварочные работы, несмотря на простоту, относятся к работам, которые требуют внимания и сосредоточенности от сварщика и его помощника:

Работы по перемещению сварных поверхностей необходимо производить в крагах.

Аппараты контактной сварки применяются в тех случаях, когда сваривание металлических запчастей происходит при их нагревании посредством электрического тока дуги.

Сварочный карандаш широко распространенный инвентарь в сварочном деле. Подробнее читайте здесь.

Поговорим об электродах

О современных электродах можно написать «Войну и мир», не меньше. Уж каких только сплавов и составов покрытий сейчас не делают – на любой вкус.

А если серьезно, то классификация сегодняшних электродов обширнейшая, новые технологии требуют соответствия химического состава всех без исключения частей расходников металлам свариваемых деталей. Эти материалы содержат вещества для стабилизации горения дуги, образования защитного шлака и т.д.

Схема ручной дуговой сварки покрытыми электродами.

Функции у современных покрытий электродов вполне конкретные и ясные:

• Образование шлаков для защиты металла от кислородного окисления в воздухе и действия влаги.
• Образование газа для той же защиты. Он образуется в результате горения органических веществ, входящих в состав покрытия электрода.
• Так называемое раскисление шва – удаление из него окислов кислорода.
• Легирование основного металла за счет добавок в покрытии.

Для РДС выпускаются специальные электроды. Все они соответствуют свойствам наплавленного металла и снабжены в названии буквой «Э».

Число после буквы обозначает уровень временного сопротивления в килограммах на квадратный миллиметр. Если рядом стоит буква «А», состав электрода очень пластичен и имеет высокую ударную вязкость.

Плюсы и минусы дуговой сварки в ручном режиме

+ Конструктивная простота

+ Возможность использования сварки практически в любом положении (нижнее, верхнее, под углом, сбоку). Возможность прокладки швов в труднодоступных местах кривым электродом

+ Большой перечень металлов, которые подвергаются сварке в ручную

– Вредность от электромагнитного излучения и воздействия света;

– КПД и производительность, а так же качество выполняемой работы зависит от мастерства и умения сварщика

– От сварщика требуются первичные навыки и умение

Несмотря на имеющиеся недостатки сварка электрической дугой в ручную прекрасно зарекомендовала себя и явилась родоначальником автоматической и полуавтоматической сварки, сохранив принципиальную простоту производства работ. В настоящее время ручная дуговая сварка используется на 90% промышленных и индустриальных объектах.

Нагреваясь, алюминий быстро окисляется, при этом он чрезвычайно хрупок и не прочен. Читайте об особенностях сварки алюминия.

Работа дуговой электрической сварки с баласного реостата или инверторного преобразователя практически невозможна без использования выпрямителей. Подробнее читайте здесь.

Снег, дождь и ветер

Варить можно хоть на потолке, то есть в любом положении. Но если есть возможность выбирать, удобнее работать все-таки в нижнем положении. Здесь можно и электрод взять побольше, и ток пустить посильнее, чтобы варилось мощно и быстро.

Если же вам приходится варить на потолке или располагаясь вертикально, бодрой и быстрой сварки у вас не получится: сварочная ванна будет маленькой, диаметр у электрода будет очень скромным, скорость работы снизится на порядок.

Ручная дуговая сварка позволяет работать в самых разных условиях внешней среды: хоть внутри помещений, хоть в открытом пространстве. Для этого метода не нужна подача газа или воды, что значительно упрощает рабочий процесс.

Единственное, что понадобится в обязательном порядке – это электропитание с его источником и кабелем. Длина кабеля – вопрос серьезнейший. Источник электричества может быть удален как угодно, но все дело в том, что чем кабель длиннее, тем больше он греется и, соответственно, повышаются тепловые потери.

Иногда используют генераторы на бензине или дизельном топливе. Ну а если вокруг вас снег, дождь, ветер и прочие природные напасти, защищайте рабочую зону, ведь вам нужно прежде всего ровное стабильное пламя дуги.

Оборудование для ручной дуговой сварки

Самый элементарный сварочный баласник состоит из следующих элементов:

• • • баласный реостат с возможностью изменять величину тока, это необходимо для того, чтобы выставлять значений в зависимости от свариваемых поверхностей, глубины сварочной ванны или других технологических задач (резка, стягивание, наплавка);
    • “держак”, который состоит из катода и анода, “нулевого” электрода, который соединяется с баласным реостатом с помощью сварочного кабеля в различном исполнении (1-,2-,3 жилы) и различного сечения;
    • кабель для заземления на баласник, иначе при взаимодействии электрода и сварной поверхности не возникнет замкнутый контур, а значит не возникнет и дуги.

Полуавтоматическая сварка в защитной газовой среде, широко применяется при кузовном ремонте на специализированных СТО, при строительно-монтажных работах и многих других областях производства.

Среди достаточно большой разновидности аппаратов для сварки, недешевыми, но весьма практичными, удобными и многофункциональными являются сварочные полуавтоматы. Об их выборе читайте здесь.

Теперь ток

РДС в этом плане универсальна – варить можно хоть на постоянном, хоть на переменном токе. Электроды могут быть специализированными, но есть и универсальные, которые подходят и для того, и для другого.

Если есть возможность выбирать, то это ток постоянный. С ним и дуга стабильнее, шов крепче и работать комфортнее.

Сила сварочного тока в зависимости от диаметра электрода и толщины металла.

Если вы работаете с постоянным током, у вас может быть два варианта полярности – прямая и обратная. При прямой полярности минусовый полюс подводится к электроду, а плюсовой – к металлической заготовке. При обратной полярности все наоборот: к электроду идут плюсы, к деатялм – минусы.

Вместо заключения

Ручная дуговая наплавка покрытыми электродами — классический и проверенный годами метод соединения деталей из металла. Она проста, не требует использования дополнительных комплектующих и ее основы понятны даже людям, далеким от сварки.

Абзац про дефекты

Дефекты, возможные по ходу работы РДС, делятся на два вида:

1. Отклонения от нормы и стандартов вследствие кристаллизации или остывания металла.
   
   Они могут возникнуть в виде пор, трещин, снижения качества шва и т.д.
2. Дефекты в результате нарушений правил или технологии.
   
   В этом случае появляются прожоги, непровары, подрезы и т.д.

Пара слов о швах и их кромках

Пара слов о кромках. Если вы хотите, чтобы у вас получился проваренный и ровный шов высокого качества по всем параметрам, на металлических заготовках нужно сделать кромки.

Подробное описание разделки краев в зависимости от типа шва отлично прописаны в ГОСТе 5264-80, полностью посвященному РДС. Кромки бывают трех видов, которые различаются лишь по форме: V, R, X.

После сварки кромку нужно удалить. Это можно сделать просто – зубилом. Но в этом случае о качестве и эстетике шва придется забыть. Ровное и аккуратное удаление получится с помощью фрезерного или токарного станка.

Если применение станка невозможно из-за трудного доступа, кромки убираются кислородной резкой. Чистка кромок металлической щеткой от грязи, коррозии и окалины также относится к обязательным действиям.

Разновидности сварочных швов.

Сварочные швы также различаются по форме:

• стыковой тип;
• швы внахлест;
• угловые;
• тавровые швы.

Также сварные соединения подразделяются исходя из положения в пространстве:

• нижний тип – самый распространенный, при котором свариваемые заготовки находятся под электродом;
• горизонтальный тип: заготовку фиксируют под углом, а электрод и процесс сварки – в горизонтальном положении;
• вертикальный тип шва, которые формируется снизу наверх. Это непростой вид из-за стекания расплавленного металла вниз;
• потолочный тип, когда шов находится сверху по отношению к электроду;

При сложных положениях в пространстве используется пониженный ток, а сама сварка производится короткими движениями.

Варим трубы

Одно из технологических преимуществ РДС перед другими методами – это сварка труб ручной дуговой сваркой.

К данному виду работ всегда имеются особые требования. И прежде всего это идеальная герметичность швов и устойчивость к значительному и длительному давлению. Именно поэтому швы на трубе варят в нижнем положении, где это только возможно.

Трубы варят стыковыми швами, других вариантов практически нет. Предварительная подготовка – формирование прихваток, без них сделать что-либо будет трудно. Если труба большая, и ее диаметр превышает 30 см, участки сварки будут в длину будут составлять не больше 20-ти см.

Плюсы РДС

Схема сварки металла электродом.

Преимущества ручной дуговой сварки внятные, серьезные и весьма весомые:

• универсальность технологии в отношении применяемых материалов благодаря широчайшему выбору электродов на рынке;
• благодаря ручной подаче и ведению электродов сварку можно производить в любом положении, включая самые труднодоступные места;
• возможность быстро смены расходных и свариваемых материалов;
• удобная транспортировка оборудования;
• отличный способ варить трубы;
• метод по силам даже новичкам, если работать на инверторе.

Минусы РДС

Недостатки есть у всех методов, куда ж без них

У ручной дуговой минусы скромные:

• относительно низкая производительность, как и у всех ручных способов сварки;
• качество сварного шва в значительной степени зависит от квалификации сварщика, если работа идет не на инверторе. Инвертор нивелирует опыт работы;
• действие на организм вредных факторов сварки.

Следует заметить, что недостатки метода вполне можно считать его особенностями, которые обусловлены сутью физико-химического процесса.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...