Сукупність важливих нормованих заходів, параметрів і дій, необхідних для успішного, правильного та планомірного здійснення процесу з’єднання конструкцій у ручному дуговому зварюванні називається режимами або параметрами зварювання. Подальша скорочена назва у тексті – РДС.
РДС визначаються як норми, без знання яких втілення успішно звареного та якісного шва в конструкції – неможливо, або, як мінімум, значно складніше до відтворення, ніж з присутністю цих знань та їх подальшим використанням.
У робочому процесі професійний зварювальник параметри ручного дугового зварювання враховувати вкрай зобов’язаний. РДС становить у собі ряд основних та другорядних параметрів.
До основних параметрів ручного дугового зварювання належить:
- Напруга електронної дуги (вимірюється у Вольтах)
- Сила струму (вимірюється в Амперах)
- Рід струму (постійний він або змінний)
- Полярність зварювального струму (+ або -)
- Діаметр, товщина електроду
До другорядних параметрів ручного дугового зварювання належить:
- Товщина і склад металів, що зварюються між собою.
- Розташування шва конструкції, що зварюється.
- Число проходів у процесі зварювання (розраховується за формулою – )
- Вид покриття електроду
- Швидкість зварювання
При врахуванні кожного з перерахованих вище параметрів у кожного зварювальника повинен вийти красивий і, що головне, якісний зварювальний шов. Давайте розберемо кожен із даних параметрів.
Зварювальний струм
Зварювальний струм характеризується кількома властивостями, а саме:
- Силою
- Полярністю
- Рідна
Рід струму, своєю чергою, ділиться на змінний і незмінний, а полярність струму ділитися на пряму і зворотну.
“Переважна величина зварювальних апаратів працює на постійному струмі, а на змінному струмі не так багато.”
Пов’язано це з тим, що постійний струм, як це не дивно, не має властивості змінювати свою величину у процесі виконання роботи, а змінний – має і це не забезпечує стабільного горіння зварювальної дуги, що є найважливішою перевагою постійного струму перед змінним.
Але як плюс на користь змінного струму можна виділити зменшення ефекту магнітного дуття, який з’являється під час зварювання великих металевих конструкцій: через взаємну дію двох магнітних полів у процесі пінч-ефекту відбувається неправильний розподіл зварювального струму, що так само важливо для якості шва .
Крім допомоги змінного струму, з цією проблемою можна боротися ще за допомогою щільного заземлення виробу, що зварюється і шляхом кріплення кабелю маси якомога ближче до місця зварювання.
Як вже було сказано, постійний струм забезпечує стабільне горіння зварювальної дуги, але, крім цього, він має ще вагомий плюс, а саме здатність використання зворотної полярності. Що це і навіщо воно – розберемося.
Говорячи «народною» мовою, де приєднано «плюс» – там і температура горіння вища, оскільки негативно заряджені частинки у постійному струмі течуть до позитивно зарядженого, основна концентрація тепла зберігається у «плюсі».
При використанні постійного струму, ми маємо можливість вибору полярності кабелю тримача та кабелю маси.
Так як у нас метал має позитивний заряд, приєднання кабелю маси, що кріпиться до виробу, до «плюсу», а кабелю власника до «мінуса» називатиметься прямою полярністю, зворотне – власне зворотною.
При прямій полярності температура нагрівання поверхні виробу, що зварюється вище, що не рекомендовано використовувати при зварюванні тонких виробів, так як їх при такій полярності куди легше пропалити.
Але при зварюванні товстих виробів за допомогою використання прямої полярності шов виходить глибоким і вузьким, зварювальною ванною стає легше маніпулювати через стабільність горіння дуги при постійному струмі, а витрата ресурсу електрода знижується, так як він не перегрівається.
При зворотній полярності температура поверхні металу приблизно на 1000 градусів нижче, що розв’язує руки під час роботи з тонким металом: його пропалити значно складніше, оскільки шов виходить неглибоким. Також, у свою чергу, при такій полярності шов виходить ширшим, що потрібно при торцевому, нахлестовому і кутовому з’єднаннях.
Проте треба мати на увазі, що при роботі з такою полярністю краплі металу дуже легко «відлітають», що при невдачі може призвести до опіку. Керувати зварювальною ванною стає складніше.
Величина сили струму та діаметр електрода
Величина сили зварювального струму в ручному дуговому зварюванні також важлива характеристика. Без урахування нюансів тут обходитися все просто: чим більше діаметр електрода – тим більша величина сили струму потрібна.
Тепер з нюансами: при виборі значення величини сили зварювального струму потрібно враховувати товщину самого металу (як це видно з розкиду значень), чим товщина менша – тим менший діаметр електрода і сила струму потрібні:
- При товщині металу в 5 міліметрів: діаметр електрода – близько 1 міліметра, сила струму – від 10 до 20 А
- При товщині металу в 1-2 міліметри: діаметр електрода – від 1.5-ра до 2-х міліметрів, сила струму – від 25-ти до 50-ти А
- При товщині металу в 5-3 міліметри: діаметр електрода – близько 3 міліметрів, сила струму – від 70 до 100 А
- При товщині металу в 5-5 міліметрів: діаметр електрода – від 3-х до 4-х міліметрів, сила струму – від 100 до 160-ти А
- При товщині металу в 5-6 міліметрів: діаметр електрода – близько 4-х міліметрів, сила струму – від 120 до 200 А
- При товщині металу в 6-8 міліметрів: діаметр електрода – від 4-х до 5-ти міліметрів, сила струму – від 150 до 220 А
До нюансів потрібно зарахувати розташування шва в просторі, легування металу, що зварюється, і напруга дуги.
Воно буває вертикальним, горизонтальним, стельовим та частково стельовим. Найбільша сила струму потрібна при зварюванні горизонтального шва, а вертикального – приблизно на 15% нижче.
Найменша сила струму потрібна для відтворення стельового шва, причому робота з такого типу швами виконується електродом, діаметр якого не більше 5-ти міліметрів.
Для зміни властивостей металу до основного металу додають різну кількість додаткового, що додає/змінює його деякі властивості: додає стійкості до корозії, збільшує твердість і т.п. і, відповідно, у різних металів температура плавлення різна.
Наприклад, олово плавитися вже при 232 градусах Цельсія, а сталь – при 1500 градусах. Тому це треба враховувати при виборі величини сили струму на своєму зварювальному апараті, оскільки в процесі роботи метал можна спалити.
У середньому, його значення коливається від 20 до 36 Вольт, чим довший розмір дуги – тим воно більше і тим розмір шва з глибиною – більше, враховуйте при роботі з тонким металом.
Якщо для Вас справа зварювання нова і Ви працюєте з горизонтальним накладенням шва, прямою полярністю, постійним струмом і не з високолегованими металами, – вибирайте усереднене значення сили струму з перерахованих, не помилитеся.
Швидкість зварювання при ручному електродуговому зварюванні
Залежно від конструкційних особливостей виробу існує поняття швидкості зварювання, вона є не менш важливим параметром з усіх інших режимів ручного дугового зварювання. Для збереження монолітності, якості та краси шва швидкість зварювання важлива.
Чим менша у Вас швидкість зварювання в процесі роботи – тим глибшим і вужчим виходить зварювальний шов, але при дуже повільній швидкості метал може розтектися і зварювальний шов вийде вже широким і неакуратним.
А чим більша швидкість – тим більш поверхневим і широким, але при дуже великій швидкості можуть з’явитися прогалини з порожнечею.
Насамперед, швидкість ручного дугового зварювання потрібно вибирати, відштовхуючись від випадку роботи методом проби, але треба враховувати, що швидкість зварювання має пряму залежність від величини сили струму, тому треба враховувати її.
Також, не потрібно забувати і про вугілля нахилу електрода та напрямок шва, особливо важливо це при роботі з негоризонтальним зварювальним швом.
Підсумок
Ми з Вами з’ясували, що вибір режиму ручного дугового зварювання – кропіткий, суто індивідуальний та педантичний процес, у якому для успішної роботи з ручним дуговим зварюванням треба враховувати безліч різноманітних факторів.
Їхнє розуміння безпосередньо впливає на підняття професійного рівня зварювальника. Базисом для будь-якого зварювальника, окрім вивчення теорії, буде практика, тому рекомендуємо Вам у короткі терміни після прочитання взяти в руки зварювальний апарат та протестувати свої здобуті свіжі знання. Успіхів Вам у роботі!