Методы сварки для резки металлов

Резка и сварка металла: технология

Сварка металла и резка сопровождаются его локальным расплавлением.

Виды сварки

Сварка может отличаться способами нагрева, который производится следующим образом.

Электрическая дуга.
Пламя газа, сжигаемого на выходе из горелки.
Обработка соединения направленным потоком электронов.
Подача электрического тока через шлаковый расплав.

Сварка электрической дугой

Сварка – это способ создания неразъемного соединения деталей посредством их общего нагрева или пластической деформации. Она производится преимущественно путем местного расплавления частей соединения при применении тепловой энергии.

1. Сварные соединения

Соединения бывают следующими:

стыковые – элементы соединяются в торцах;
нахлесточные – наложение одного листа на другой с перекрытием;
угловые – размещение деталей под углом друг к другу;
тавровые – приваривание торца одного элемента к боковой поверхности другого.

Участок примыкания сваренных деталей называется сварным узлом. Соединение образуется за счет расплавления металлов деталей. После их кристаллизации образуется сварной шов.

2. Сварочная дуга

Способ дуговой сварки основан на создании замкнутой электрической цепи. Между электродом и деталью создается дуга, расплавляющая ее кромки и конец прутка. Электрическая цепь включает источник питания, сварочный кабель, электрод с держателем, зажим заземления, обратный кабель и обрабатываемую деталь. Ток начинает протекать через всю схему после образования дуги. Важным является включение обрабатываемой детали в схему электрического контура в процессе сварки или резки. Температура дуги при этом составляет 6000 0 С.

3. Сварочный ток

Для сварки применяется постоянный и переменный ток. Первый вариант предпочтительней, поскольку соединение получается с большей прочностью при меньшем расходе электродов. Сварка металла на постоянном токе производится проще, с большей производительностью. Его получают с помощью выпрямителя, установленного после трансформатора.

Присоединение электрода к отрицательному полюсу обеспечивает глубокое проникновение тепла в изделие (прямая полярность). Если подключить стержень к “+”, проникновение будет неглубоким. При этом большая часть энергии сосредоточится на конце электрода (обратная полярность). Корневые швы выполняют при минусовой полярности, а укрывочные – при положительной.

Переменный ток обеспечивает глубину провара на 20% меньше, чем постоянный. Но результат сварки приемлемый, дешево обходится, а область применения широка: от бытовых до производственных работ.

4. Электроды

Качественное сварное соединение достигается за счет обмазки электродов, выполняющей следующие функции:

защита металла от окисления в процессе нагрева;
ввод присадок в материал шва;
замедление процесса остывания деталей за счет шлакового покрытия.

Для сварки используют преимущественно плавящиеся электроды, хотя могут быть и неплавящиеся (графит, вольфрам). Материалом стержня может быть сталь, чугун, алюминий, медь. Чаще всего применяются стальные – для сварки углеродистых и легированных сталей.

5. Технология сварки металлов

Для получения качественного шва основной металл в местах соединения очищается от загрязнений на 20-30 мм. Процесс сварки включает следующие параметры:

диаметр электрода;
тип, сила и полярность тока (на его величину влияют диаметр стержня, марка стали и вид соединения);
скорость перемещения электрода;
положение электрода относительно шва.

Дуга образуется при касании или чирканьи электрода по металлу, после чего он отводится на интервал 0,5-1,1 мм от толщины стержня. Сварщик перемещает его в следующих направлениях:

к детали, по мере расплавления металла стержня;
в сторону проведения сварки;
поперек формируемого шва.

При нагреве детали образуется сварочная ванна. В ней перемешивается электродный и основной металлы и образуется шов, который соединяет детали.

Когда производится сварка тонкого металла, поперечные движения электрода можно не делать. При этом ширина шва получается небольшой.

Положение электрода в пространстве стараются не менять. Если сварка металла производится в горизонтальной плоскости, его наклоняют на 15 0 от вертикали в направлении ведения шва. Тогда проплавление металла происходит на максимальную глубину.

Читать еще: Что нужно для системы водоснабжения в квартире

Ширина шва составляет 1,5 часть диаметра электрода. Ее создают за счет определенной скорости сварки. Шов будет качественным, если он хорошо проварен, а наплавленный металл переходит к основной поверхности плавно. Сварка заканчивается медленным отводом электрода.

Когда делается сварка металла, цена зависит от того, сколько стоит сантиметр шва. Ручная работа штучными электродами обходится в 15-20 руб/см. Высококвалифицированная работа стоит дороже. За 1 стык труб придется заплатить от 100 до 600 руб, а за декоративные решетки – 80-100 руб/см.

Газовая сварка

Источником тепла является горючий газ, сжигаемый в кислороде. Максимальную температуру создает ацетиленокислородное пламя, поэтому оно чаще всего применяется.

Газовое пламя расплавляет кромки металлических изделий вместе с металлом, применяемым в качестве присадки.

Сварка с газовым нагревом применяется больше для создания соединений из тонкого стального листа, чугуна и цветных металлов.

Для сгорания горючих газов с большой скоростью и создания высокой температуры требуется кислород.

Ацетилен получают разложением водой карбида кальция или из жидкого горючего, воздействуя на него электродуговым разрядом. Газ является взрывоопасным. Не следует допускать его смешивания с воздухом и нагревания под давлением до температуры выше 450 0 С.

В промышленности применяют заменители ацетилена, например, метан или пропан. Их поставляют в газовых баллонах под давлением.

Сварка металла производится с применением проволоки из присадочного металла, близкого по составу к материалу обрабатываемой детали.

Ее не всегда можно найти. Когда делается сварка цветных металлов, в порядке исключения можно применять полоски, нарезанные из листов аналогичного материала.

Чтобы удалить окисные пленки с обрабатываемого металла, применяют флюсы, которые наносят на присадочную проволоку и кромки деталей в виде порошка или пасты. Их состав зависит от вида металла.

Резка металла

Резка производится тем же инструментом, что и сварка, но мощность источника тепла повышенная. Удаление расплавленного металла происходит путем его вытекания из рабочей зоны или выдувания газовой струей.

1. Электродуговая резка

Электродуговая резка плавящимся электродом производится от верхней к нижней кромке детали. Производительность процесса низкая, а качество реза получается хуже, чем другими способами.

Угольный или графитовый электроды применяются для резки низкого качества. Оплавляемая поверхность располагается наклонно, чтобы металл легче вытекал. Ток может быть постоянным или переменным.

Неплавящимся вольфрамовым электродом режут детали из цветных металлов или из легированной стали. Процесс осуществляется в защитной среде аргона и применяется крайне редко.

2. Газовая резка

При газовой резке металл нагревается газовым пламенем в среде кислорода, после чего он начинает сгорать в струе кислорода, которая также выдувает оксиды. Процесс облегчается при применении флюса, подаваемого в рабочую зону в виде порошка. При такой резке к термическому воздействию добавляется химическое и абразивное.

Заключение

Сварка и резка металлов сопровождаются локальным расплавлением участка детали. В зависимости от подводимой мощности образуется соединение или разделение деталей.

При сварке чаще всего применяется электрическая дуга. Лучшее качество соединения достигается при использовании постоянного тока. Резка металла при его сгорании в струе кислорода эффективней в плане производительности.

Резка металла электродуговой сваркой

Металлы режутся самыми разными способами. Одни выполняют максимально точный рез, другие не очень, третьи только чтобы отрезать. Резка электродуговой сваркой вполне подходит для этого дела, но шов не будет красивый и линия реза точной, как например, если резать плазмой или лазером, но все же, этот метод очень широко распространен и популярен. Для резки электродуговой сваркой необходим сварочный аппарат и электрод. Разрезать можно как тонкий металл, так и толстый, только необходимо отрегулировать силу тока.

Читать еще: Rehau труба для систем внутренней канализации

Резка металла электродуговой сваркой — принцип процесса

Резка металла электродуговой сваркой процесс не сложный:

для начала выбираем режим тока на аппарате, который определяем в зависимости от толщины разрезаемого металла. Сила тока должна быть сильнее, чем при сварке на 30-40%. Например, разрезая лист 2мм., электрод будет тоже 2мм., сила тока 100А.;
затем приставляем электрод к металлу и немного разогреваем его, постепенно вдавливая его в разрезаемый материал, делаем это в процессе резки все время, чтобы произошел прорез;
когда разрезаем металлическую пластину, ее нужно поставить вертикально, чтобы окалина или «сопли» стекали вниз и не прилипали на изделие;
выбрать специальный электрод для резки, так как они отличаются от сварочной.

Резка металла электродуговой сваркой выполняется режущим электродом, который отличается высокой мощностью дуги, высокой теплостойкостью покрытия, более быстрым процессом окисления жидкого металла. Электрод марки ОЗР-1 применяется для резки проплавки отверстий, удаления дефектов на изделии. Марку ОЗР-2 используют для разрезания арматуры до 40мм., для резки, строжки, прошивки отверстий, устранение дефектов сварки и других подобных работ. Резка производится на повышенных режимах возвратно-поступательными движениями. Угольный электрод является подходящим для разреза чугуна, цветных металлов. Он может резать большие толщины стали до 16мм., сила тока достигает 400А.

Резка металла электродуговой сваркой замечательно выполняется сварочным аппаратом «RezonverHybrid», который соответствует всем европейским стандартам качества. Он очень компактный, легкий (3,5кг.), на 200А, при резке расходуется 30А, высокопроизводительный, 98%КПД, качество работы на 13% выше других аппаратов, надежно защищен от скачков напряжения и коротких замыканий. Его можно использовать при напряжении всего 160В. В режиме резки легко справляется с любой сталью, независимо от толщины, плотности. Способность резать цветные металлы достаточно быстро.

Какие недостатки электродуговой резки:

низкая производительность выполненной работы;
низкое качество реза;
образовавшиеся наплывы на детали;

Преимущества такой резки:

высокая скорость выполненной работы, значительная экономия времени;
способность работать с любым металлом, сплавом;
способность выполнять рез любой формы разреза;
не требуется сложное оборудование, специальное помещение, особые условия.

Все это говорит о том, что процесс резки электродуговым методом является практичным и распространенным.

Оставьте свой комментарий Отменить ответ

Технология кислородной резки заключается в том, что металл режется струей…

Ручная электродуговая резка металла: особенности, способы и технологический процесс проведения работ

Электродуговая резка уникальна тем, что при таком способе происходит плавка металла в месте, где нужно сделать разрез. Во время работы расплавленный металл убирается силой давления дуги или стекает от собственного веса.

Особенности электродуговой резки металла

Электродуговая резка обычно проводится вручную. Для работы рекомендуется использовать стальные электроды, имеющие толстое тугоплавкое покрытие, но могут также применяться вольфрамовые и угольные электроды.

Для данного метода резки металла не нужно иметь специальное оборудование. Работу можно вести в труднодоступных местах и в любом пространственном положении конструкции.

Однако при разделении металла электрической дугой не удаётся достичь высокого качества. Невозможно обеспечить ровность кромок деталей и в большом количестве имеется выделение шлака. Поэтому для дальнейшего использования полученных металлических частей необходима их механическая обработка. Производительность такого способа остаётся низкой.

Нужно уделять особое внимание технике безопасности. Сварщик должен быть тщательно защищен от попадания капель металла и шлака. Стоит предусмотреть, куда будет стекать расплавленный металл, чтобы избежать возгорания.

Сфера применения

Электродуговую резку применяют исключительно в том случае, если нет необходимого оборудования для резки газом.

Читать еще: Внутренняя отделка стен кухни своими руками фото

Таким методом избавляются от небольших излишеств металлических заготовок и исправляют дефекты путём их поверхностной выплавки. Дуговой резке электродом поддаются цветные изделия, высоколегированные стали, а также чугун и различные сплавы.

Применяемые способы

Электрическую дугу активно используют не только при сварке, но и при резке металла. Существует несколько разновидностей дуговой резки металлических деталей: ручная дуговая резка плавящимся и неплавящимся электродами, а также воздушно- и кислородно-дуговая резка.

Дуговая резка неплавящимся электродом

При данном способе работа проводится как на переменном, так и на постоянном токе прямой полярности. Сила тока должна составлять 400-800 А. При этом используются угольные и графитовые электроды.

Данный метод имеет не столь широкое применение. Его используют для разбора металлического лома крупных размеров, проделывания отверстий и выжигания заклёпок, а также при демонтаже ненужных металлоконструкций.

Разрез осуществляется путём плавления металла в необходимой зоне, а не путём его сгорания. Благодаря этому качеству, появляется возможность работать с материалами, которые не поддаются резке газом, такими, как чугун или высоколегированные стали.

Данный метод не отличается высокой точностью проведения работы: ширина самого разреза большая, а кромки остаются неровными. Если использовать электроды с прямоугольным сечением, то удастся немного улучшить результат работы.

Дуговая резка плавящимся электродом

Этот метод позволяет достичь большей точности и чистоты, а сам разрез выходит более узким в отличие от предыдущего метода. Для резки применяют те же электроды и того же диаметра, что для сварки, повысив при этом силу тока на 20-30%. Проводя подобную работу в бытовых условиях, можно использовать простые электроды, но для улучшения процесса работы рекомендуется приобрести специальные электроды с особым покрытием.

Существует два вида составов покрытия. Первый: марганцевая руда (98%) и поташ (2%). Второй: марганцевая руда (94%), каолин (3%), мрамор (3%). Благодаря такому покрытию, увеличивается устойчивость дуги, внутренний стержень плавится медленнее и обеспечивается его изоляция от стенок реза. Расплавленный металл окисляется, благодаря особым компонентам, содержащимся в покрытии, это позволяет ускорить процесс резки.

Производство вышеописанных электродов осуществляется из проволоки диаметром от 3 до 12 мм и длиной до 300 мм. Толщина особого покрытия должна составлять 1-1,5 мм. Расчёт силы тока производится из следующего соотношения: 55-65 А на 1 мм диаметра используемого электрода.

Воздушно- и кислородно-дуговая резка

Такой способ разделения металлических частей отличается от предыдущих тем, что расплавленный электрической дугой металл сразу выдувается струёй сжатого воздуха или чистого кислорода. Обычно этот метод применяют с целью избавления от дефектов места сварки и разделения заготовок из нержавеющей стали толщиной не более 20 мм.

Из-за подачи кислорода происходит частичное выгорание металла, сопровождающееся выделением дополнительного тепла, что позволяет значительно ускорить процесс плавки. Данный метод применяется, если необходимо выполнить короткий разрез на любой строительной конструкции.

Разделение осуществляют графитовым или стальным электродом при постоянном токе с использованием специальных резаков. Электрод должен быть не тоньше 4-5 мм, имеющий покрытие ОММ-5, ЦМ-7 или ОСЗ-3. Сила тока может доходить до 250А и позволяет резать металл до 50 мм толщины. Сжатый воздух подаётся сбоку с силой давления 0,4-0,5 МПа. Средний расход кислорода варьируется от 100 до 160 л/мин.

Схема воздушно-дуговой резки металла

Если использовать резак типа РГД, тогда электрододержатель держат в правой руке, а сам резак в левой. Как только металл начинает плавиться, на него подаётся струя воздуха и выдувает его.