Броски тока при сварке

Движение электрода при сварке: способы ведения электрода, выбор оптимального угла наклона электрода

Зажжение дуги можно осуществить двумя способами:

Чтобы получить сварочный шов высокого качества, рекомендуется проводить работу короткой дугой.

Если подносить электрод под углом 90 градусов к месту соединения, тогда, расплавляясь, он хорошо растекается и равномерно заполняет всю сварочную ванну.

Необходимо соблюдать оптимальный угол наклона электрода. Если варить с очень острым углом, то не удастся прогреть основной металл. В этом случае шов получится малой ширины, но высокий. Края будут непроваренными, что снизит прочность полученной конструкции.

Чтобы достичь высокой прочности соединения, необходимо проводить всю сварку с одной скоростью и поддерживать одинаковый угол наклона. Тогда присадочный материал равномерно заполнит все необходимые пустоты, что обеспечит высокое качество шва.

Однако бывают случаи, когда изменение наклона необходимо. Примером может быть сварка труб.

В процессе сварки не нужно сильно напрягаться, не стоит сильно сжимать ручку держателя, движения должны быть свободными.

В финале работы для предотвращения образования кратера нужно приподнять конец электрода.

Способы ведения электрода

Недочёты, возникшие от удержания неправильного угла наклона, можно исправить, если в точности соблюдать технику ведения сварки. Существует три основных способа ведения электрода при сварке:

1. По ломаной зигзагообразной линии. Таким способом можно соединять заготовки без наличия скоса кромок. Используется при сварке изделий, толщина которых не превышает 6 мм. Высококачественные швы выходят, если проводить работу встык и в нижнем положении.
2. Круговые или эллипсоидные движения. Данный способ используется для соединения конструкций из легированных сталей, при этом шов должен находиться в вертикальном положении. Такой метод гарантирует хороший прогрев свариваемых деталей.
3. Движения треугольником. Чаще всего используется при соединении труб с неповоротным стыком. Свариваемые детали должны быть толщиной более 6 мм. Данный метод позволяет тщательно проварить корень шва и гарантирует необходимый прогрев средней части шва.

Угол наклона электрода

Работу можно проводить, держа электрод под разными углами. На подбор угла наклона оказывает воздействие множество факторов: толщина соединяемых деталей, вид металл, положение конструкции в пространстве. Выделяют три основных метода ведения электрода.

Углом вперёд

При данном методе электрод располагается под углом от 30 до 60 градусов. Удаётся прикрыть сварочную ванну от попадания вредных газов, но при этом образуется значительное количество шлака. Если он попадает впереди шва, то его можно вытеснить расплавленным металлом.

Наклон уменьшают в случае, если формируется большое скопление шлака впереди сварочной ванны. В редких случаях можно доводить до перпендикулярного положения. К этому прибегают при чрезмерном скоплении шлака. В противном случае, он не успеет застыть и заполнит всю ванну, погасив при этом сварочную дугу.

Чтобы исправить это, рекомендуется зажигать дугу под прямым углом и понемногу менять его, стараясь контролировать процесс образования шлака.

Применяется данный способ, если необходимо обеспечить разогрев небольшой глубины основного материала для образования вертикального шва на швеллере, для проварки корневого шва толстых металлических заготовок.

Углом назад

Главным отличием от предыдущего метода является то, что электрод наклоняется в другую сторону. При таком способе шлак сразу выталкивается из сварочной ванны назад. Он должен следовать за электродом, накрывая собой расплавленный металл, чтобы тот равномерно остывал.

Данный метод используется для провара корневого шва толстых металлических изделий при сваривании угловых соединений труб.

Под прямым углом (90 градусов)

Сваривать соединения таким способом очень трудно, процесс требует определённых навыков от сварщика.

Применяется данный метод для работы в труднодоступных местах, где нет возможности установить другой угол наклона. При таком способе удаётся достичь средней глубины провара металла.

Какой бы угол наклона ни был выбран, необходимо соблюдать баланс положения шлака в сварочной ванне. Он не должен сильно отставать от электрода, но и не должен скапливаться впереди в большом количестве.

Расстояние между электродом и свариваемой деталью

Важным параметром является то, на каком расстоянии находится электрод, так как это отразится на качестве полученного шва, его размерах и форме, а также шероховатости.

Электрическая дуга может быть:

Идеальная длина сварочной дуги 2-3 мм.

Работать электродом на очень малом расстоянии рекомендуется для сваривания корневых швов толстых заготовок. При этом нет необходимости проводить поперечные колебательные движения. Устанавливается средняя или максимальная сила тока.

Дуга является короткой, если расстояние до свариваемого участка составляет половину от диаметра используемого электрода. При работе на такой дистанции увеличивается глубина проплавления заготовок, а ширина шва уменьшается. Короткую дугу активно применяют для вертикальной сварки.

Длина средней дуги равняется толщине используемого электрода. В этом случае возрастает напряжение, и существенно расширяется шов.

Длинная дуга составляет 150% от диаметра выбранного электрода. Проводить работу на таком расстоянии нежелательно, так как шов получается значительно шире, сокращается глубина проплавления, возникает разбрызгивание раскалённого металла.

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 режима сварки: сила тока, длина дуги, полярность

Чтобы получить качественный и надежный сварочный шов, необходимо понимать, какие электроды лучше всего использовать, какой режим ручной дуговой сварки выбрать. Кроме того, важно учитывать и другие, не менее значимые факторы, такие как: состав и толщину металла, размеры свариваемой заготовки, для каких целей именно она будет использоваться в дальнейшем.

В общем, режим сварки подбирается согласно многим факторам и после анализа полученных данных. Рассмотрим в данной статье сайта mmasvarka.ru основные факторы, которые в той или иной мере, способны повлиять на выбор режима.

Выбор режима сварки

Итак, какие именно факторы влияют на выбор того или иного режима ручной дуговой сварки. В первую очередь, это:

• Сила тока;
• Диаметр используемых электродов и длина сварочной дуги;
• Скорость сварки;
• Полярность (более подробно о том, что даёт обратная и прямая полярность, читайте здесь );
• Количество соединений.

Главные критерии при выборе режима для ММА сварки, конечно же, задаёт характер горения сварочной дуги, стабильность которой зависит от того, насколько правильно подобрана сила тока для каких-то конкретных электродов. Чем выше будет сила тока, тем большими по диаметру электродами можно варить толстый металл. Простыми словами, большие токи обеспечивают лучшее горение дуги и хороший прогрев металла.

Следует знать, что при вертикальном наложении шва, сила тока изменяется в меньшую сторону, чем при горизонтальном, примерно на 15%. Для потолочных швов, значение сварочного тока, будет и того меньше, примерно на 20%. Очень часто значения касательно силы тока, есть на упаковке с электродами. К тому же, определить, какую силу тока выставить на сварочном аппарате, можно из нижеприведённой таблицы со значениями.

Средние показатели сварочного тока (А):

• Диаметр электрода (1,6 мм) — электрод с рутиловым и основным покрытием (30-55 А) и (50-75 А);
• Диаметр электрода (2 мм) — электрод с рутиловым и основным покрытием (40-70 А) и (60-100 А);
• Диаметр электрода (2,5 мм) — электрод с рутиловым и основным покрытием (50-100 А) и (70-120 А);
• Диаметр электрода (3 мм) — электрод с рутиловым и основным покрытием (80-130 А) и (110-150 А);
• Диаметр электрода (4 мм) — электрод с рутиловым и основным покрытием (120-170 А) и (140-200 А);

В свою очередь, чтобы правильно определить диаметр электрода, обязательно нужно учесть толщину металла, способ сварки и геометрическое расположение шва. Так, например, для каждого электрода подбирается «свое» собственное значение тока. Если сильно увеличить при этом его показатели, то можно легко прожечь металл или наоборот, не добиться качественного и надежного сварочного шва.

Выбор силы тока в зависимости от диаметра электродов

Тонкий металл, толщиной не более 1 мм, сваривают электродами 1 мм, а сила тока при этом выставляется минимально возможных значений, в пределах 10-30 А. При сварке более толстого металла, до 2 мм, применяются электроды чуть большего диаметра, в 1,5 или 2 мм. Сила тока для сварки этими электродами выставляется в пределах 30-50 А.

Электродом 3 мм варят металл до 4 мм, а силу тока на инверторе выставляются в пределах 60-120 А. Для сварки металлов толщиной свыше 10 мм, уже используются куда более толстые электроды — 4 и 5 мм. Для нормального их использования, на сварочном аппарате приходится выставлять ток, более 120 А.

Длина сварочной дуги

Чтобы добиться хорошего соединения, важно правильно определиться не только с диаметром электродов для сварки, но и длиной сварочной дуги. Среди сварщиков бытует распространенное мнение, что длина дуги, должна соответствовать диаметру применяемого электрода. Однако начинающим электросварщикам очень сложно выдерживать такую короткую дугу, без её увода в сторону.

Поэтому при подборе данного значения, следует отталкиваться от силы тока и диаметра используемых электродов для сварки:

• Для электродов до 2 мм — длина дуги составляет 2-2,5 мм;
• Для электродов 3 мм — длина дуги составляет 3,5 мм;
• Для электродов 4 мм — длина дуги составляет 4,5 мм;
• Для электродов 5 мм — длина дуги выдерживается в пределах 5,5 мм.

Кроме этого, важно учитывать и оптимальную скорость сварки, которая также, во многом зависит от силы тока, и других особенностей. Здесь можно пойти одним проверенным путем, и при правильном подборе скорости сварки, сварочный шов должен получиться приблизительно в два раза больше диаметра используемого электрода.

Обратная или прямая полярность?

Чтобы выбрать режим сварки штучным электродом с покрытием, не менее важно определить, в какой режим работы перевести сварочный инвертор. Всего их два, это обратная и прямая полярность.

Чтобы варить тонкий металл инвертором и не прожечь его впоследствии, сварочный аппарат рекомендуется переводить в обратную полярность, когда поток электродов направлен не на заготовку, а на электрод. И наоборот, если подключить инвертор в прямой полярности, то можно улучшить качество сварки, например, когда нужно проварить толстый металл.

Для подключения инвертора в обратную полярность (для сварки тонкого металла):

• К держателю с электродом подводится плюсовая клемма, а к заготовке клемма с минусом.

Для подключения инвертора в прямой полярности (для сварки толстых металлов):

• К держателю с электродом подводится минусовая клемма, а к заготовке клемма с плюсом.

Чтобы правильно выбрать режим сварки инвертором необходимо учесть множество всевозможных нюансов. Только таким образом получится добиться качественного и надежного сварочного соединения, которое выдержит большие нагрузки.

Источники:

http://elsvarkin.ru/texnologiya/dvizhenie-elektroda/
http://svaring.com/welding/teorija/svarochnyj-tok
http://zen.yandex.ru/media/id/5d8f52fc6d29c100acf25c5a/5daeb6c21ee34f00ae0fdd1c