Схема ручной дуговой сварки

Схема процесса РДС показана на рис. 2.22.

Дуга 5 горит между стержнем 1 электрода и металлом10 заготовок. Температура дуги 6000…7000^оС.В соответствии с полярностью, показано прямое включение, т.е. направление движения электронов 4 совпадает с направлением стекания капель металла 11.

Рис. 2.22. Схема ручной дуговой сварки покрытым электродом: 1 - электродная проволока; 2 - покрытие; 3 -защитная атмосфера; 4 - поток электронов; 5 - дуга; 6 - ванна жидкого металла; 7 ванна жидкого шлака; 8 - шлаковая корка; 9 - сварной шов; 10 - основной металл; 11 - капля металла электродной проволоки; стрелкой показано направление сварки.

Вместе со стержнем плавится и покрытие (термин " обмазка" не допускается) 2 электрода, образуя, защитную газовую атмосферу 3 вокруг дуги и жидкую шлаковую ванну 7 на поверхности жидкого металла 6. Шлаковая ванна и ванна жидкого металла образуют сварочную ванну. По мере продвижения дуги, сварочная ванна затвердевает, образуя, сварной шов 9 и твердую шлаковую корку 8.

Сварочные материалы

Для РДС применяют плавящиеся металлические электроды длиной до 450 мм с нанесенным на них покрытием.

Металлическую часть электрода (стержень) выполняют из стали, чугуна, алюминиевых, титановых сплавов, меди и медных сплавов.

В соответствии с ГОСТ 2246 – 70* различают 75 марок стальной сварочной проволоки различного химического состава (6 марок из низкоуглеродистой стали: Св-08, Св-08А, Св-08ГА, Св-10ГА, Св-10Г2; 30 марок из легированной стали: Св-08ГС, Св-08Г2С…; 39 марок из высоколегированной стали: Св-12Х13, Св-12Х11НМФ…). Расшифровка обозначения проволоки: Св - сварочная (содержание серы или фосфора не более 0, 04%); далее маркируется химический состав стали (в соответствии с ГОСТ 4543-71.

Электродное покрытие (термин " обмазка" не допустим) необходимо для облегчения зажигания и обеспечения стабильности горения дуги; для получения шва с заранее заданными свойствами. Покрытие включает в себя ряд компонентов и обеспечивает.

1. Стабилизацию горение дуги за счет присутствия соединений щелочных и щелочноземельных металлов с низким потенциалом ионизации (калий, натрий, кальций). Электроды для сварки постоянным током этого компонента не имеют, поэтому они не применимы для сварки переменным током.

2. защиту зоны сварки (от воздействия кислорода и азота воздуха) за счет создания газовой атмосферы, оттесняющей воздух.К газообразующим веществам относятся: мрамор, CaCo₃, магнезит МгСО_з и органические вещества (крахмал, целлюлоза, декстрин, древесная мука).

3. Раскисление металла сварочной ванны. Для сварки сталей, в качестве раскислителей используют ферромарганец, ферросилиций, ферроалюминий и др. раскисление идет по следующим реакциям: 2FeO + Si = SiO₂ + 2Fe; FeO + Mn = MnO + Fe. образующиеся при этом нерастворимые в железе окислы (SiO₂, MnO)всплывают на поверхность шлаковой ванны и уходят в шлак.

4. Обеспечение требуемых свойств образующегося шлака (большая, чем у металла сварочной ванны жидкотекучестьи температура плавления, меньший удельный вес). Такие свойства шлака обеспечивают: нахождение шлаковой ванны 7 (рис. 2.22) над ванной жидкого металла 6 и защиту как ванны 6, так и сварного шва 9 от окисления.К шлакообразующим компонентам относятся марганцевая руда, рутил (TiO₂), плавиковый шпат (CaF₂), мрамор (CaCO₃), каолин, мел кварцевый песок и др.

5. Легирование металла шва за счет введения в покрытия легирующих компонентов – ферросплавов или чистых металлов, который при сварке переходят в металл шва.

5. Связывание компонентов обмазки между собой и с электродной проволокой (связующие вещества). Например: водный растворсиликата натрия (Na₂O(SiO)₂), желатин, пластмассы.

Электроды для РДГ классифицируются: по виду сварочной проволоки; по виду стали, для сварки которой они предназначены; по толщине и виду покрытия; по характеру шлака, образующегося при расплавлении покрытия; по механическим свойствам металла сварного шва; по допустимому пространственному положению при сварке; по роду полярности тока применяемого при сварке.

По группам сталей для сварки которых предназначены электроды различают: группа У – для сварки углеродистых и низколегированных сталей; группа Л – для сварки легированных конструкционных сталей; группа Т – для сварки легированных теплостойких (жаростойких) сталей; группа В – для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами; группа Н – для направки поверхностных слоев с особыми свойствами.

По толщине покрытия различают: электроды с тонкими (стабилизирующими) и толстыми (защитно-легирующими) покрытиями (табл. 2.2).

Таблица 2.2.

Классификация электродов по толщине обмазки

Покрытие	Отношение диаметра покрытия к диаметру электродной проволоки	Обозначение электрода
Тонкое	менее 1, 2	Т
Среднее	1, 2 …1, 45	С
Толстое	1, 45…1, 8	Д
Особо толстое	более 1, 8	Г

Стабилизирующие обмазки состоят только из ионизирующих и связующих компонентов. Эта обмазка не обеспечивает высокой прочности сварного соединения. В состав средних, толстых и особо толстых обмазок входят все вышеперечисленные компоненты, обеспечивающие высокое качество сварного шва.

По видам покрытий электроды разделены на 5 групп:

Группа «А» –кислое покрытие (содержит окислы железа, марганца, кремния, титана). Электроды обладают хорошими сварочно-технологическими свойствами: позволяют вести сварку во всех пространственных положениях на переменном и постоянном токах. Электроды применяются для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей. Металл шва соответствует кипящей и полуспокойной стали. Электроды токсичны в связи с выделением соединений марганца.

Группа «Б» –основное покрытие (мрамор, плавиковый шпат, ферросилиций, ферромарганец). Электроды применяют для сварки на постоянном токе обратной полярности.

Группа «Ц» –целлюлозное покрытие (целлюлоза, костная мука). Покрытия создают хорошую защитную газовую атмосферу. Хорошо работают на всех видах тока. Применяются для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей.

Группа «Р» –рутиловое покрытие (концентрат NiO₂, полевой шпат, мрамор, ферромарганец). Электроды обладают высокими сварочно-технологическими свойствами. Применяются для сварки ответственных конструкций. Металл сварного шва соответствует полуспокойной стали.

Группа «П» – прочие виды покрытий. При наличии в покрытии более 20% железного порошка, к обозначению вида покрытия добавляют букву Ж.

Полное условное обозначение сварочного электрода имеет вид:

Э46А-УОНИ-13/45-3, 0-УД2 ГОСТ 9466-75-Е N499 -Б -1 - 0.

где: Э – электрод для дуговой сварки; 46 – минимальный гарантированный предел прочности шва (460 мПа); А – гарантирует повышенные пластические свойства металла сварного шва; УОНИ-13/45 – марка электрода в соответствии с ГОСТ 9467-75*; 3, 0 – диаметр стержня электрода в мм; У – электрод для сварки углеродистых и низколегированных сталей; Д2 – с толстым покрытием второй группы; Е N499 – установленная ГОСТ 9467-75 группа индексов, характеризующая свойства сварного соединения; Б – основное покрытие; 1 – для выполнения швов в любых пространственных положениях; 0 – для сварки на постоянном токе.

В соответствии с ЕN499 установлена восьмизначная кодировка (табл. 2.3…2.6).

Например: Е 50 6 3NiВ 2 2 Н10 – ручная дуговая сварка; min σ _т -- 500 МПа; температура минимальной ударной вязкости - 60⁰С; Mn -1, 4%, Ni – 2, 6…3, 8%; основное покрытие; постоянного тока, производительность менее 105%; все положения шва кроме вертикального; максимальное содержание водорода в наплавленном металле не более 10 Мл/100г

Таблица 2.3.

Позиции 1, 2

Код способа сварки.
код	Способ сварки			код	Способ сварки			код	Способ сварки
G	Газовая сварка			E	Ручная дуговая сварка			MF	Сварка порошковой проволокой
TIG	Сварка неплавящимся электродом в инертном газе			MIG	Сварка плавящимся электродом в защитном газе			UP	Сварка под флюсом
Код прочностных и пластических свойств наплавленного металла.
Код		min σ т МПа	σ в МПа			Код	min σ т МПа		σ в МПа
35		355	440…570			38	380		470…600
42		420	500…640			46	460		530…680
50		500	560…720

Таблица 2.4.

Позиции 3, 4

Код ударной вязкости наплавленного металла
код	Температура при min вязкости, оС			код		Температура при min вязкости, оС		код		Температура при min вязкости, оС
Z	Не регламентируется			A		+20		0		0
2	-20			3		-30		4		-40
5	-50			6		-60
Код химического состава наплавленного металла, в %
код		Mn	Mo		Ni		код	Mn	Mo		Ni
-		2	-		-		Mo	1, 4	0, 3…0, 6		-
MnMo		1, 4…2	0, 3…0, 6		-		1Ni	1, 4	-		0, 6…1, 2
2Ni		1, 4	-		1, 8…2, 6		3Ni	1, 4	-		2, 6…3, 8
Mo1Ni		-	1, 4…2, 0		0, 6…1, 2		1NiMo	1, 4	0, 3…0, 6		0, 6…1, 2
Z		Любой другой состав

Таблица 2.5.

Позиции 5, 6

Код типа покрытия.
A	Кислые	C	Целлюлозные	R	Рутиловые	RR	Толстые рутиловые
RC	Рутило-целюлозные	RA	Рутило-кислые	RB	Рутило-основные	B	Основные

 

Продолжение табл. 2.5

Код производительности и рода тока.
Код	Производительность, в %	Род тока	Код	Производительность, в %	Род тока
1	до 105	≈ =	2	до 105	=
3	105…125	≈ =	4	105…125	=
5	125…160	≈ =	6	125…160	=
7	более 160	≈ =	8	более 160	=
≈ - переменный; = постоянный

Таблица 2.6.

Позиции 7, 8 – коды положения шва при сварке и содержания водорода в наплавленном металле, мл/100 г

Код положения шва при сварке
Код	Положение шва		Код		Положение шва
1	Все положения		2		Все положения кроме вертикального
3	Стыковой и угловой швы в нижнем и горизонтальном		4		Стыковой и угловой швы в нижнем положении
5	Вертикальный шов
Код содержания водорода в наплавленном металле, мл/100 г.
H5	5	H10		10	H15	15

Например: Е 50 6 3NiВ 2 2 Н10 – ручная дуговая сварка; min σ _т -- 500 МПа; температура минимальной ударной вязкости - 60⁰С; Mn -1, 4%, Ni – 2, 6…3, 8%; основное покрытие; постоянного тока, производительность менее 105%; все положения шва кроме вертикального; максимальное содержание водорода в наплавленном металле не более 10 Мл/100г.

Режимы сварки

Режимы РДС подбираются в зависимости от: материала и толщины свариваемых заготовок; пространственного положения сварного шва; требований к сварному шву.

Основным параметром режима РДС является сварочный ток (А). величина тока при РДС в нижнем положении подбирается по эмпирическим формулам:

для электродов диаметром до трех мм:		2.44
для электродов диаметром 3…6 мм:		2.45

где: k – опытный коэффициент, в А/мм (для сварки низкоуглеродистых сталей k = 35…60); d_э – диаметр электрода в мм (табл. 2.7).

Таблица 2.7

Выбор диаметра электрода

Толщина свариваемых заготовок, в мм	1-2	2, 1-5	5, 1-10	10, 1-15	Свыше 15
Диаметр электрода, в мм	2-2, 5	2, 5-4	4-5	5-6	6-8
Сварочный ток, А	50-60	80-130	160-250	200-300-	200-400

При сварке вертикальных швов силу тока уменьшают на 10-15%, при сварке потолочных швов - уменьшают на 15-20%.

Напряжение дуги изменяется в пределах 16…30 В. Скорость сварки выбирается сварщиком и лежит в пределах 5…7 м/мин. Производительность процесса РДС ограничивается величиной сварочноготока. При больших токах: перегревается стержень электрода и отслаивается покрытие; возможно разбрызгивание металла.

⇐ Предыдущая78910111213141516Следующая ⇒

Поделиться: