Особенности ручной дуговой сварки

Общепринятые обозначения

РДС – ручная дуговая сварка (преимущественно в советской литературе);
MMA – Manual Metal Arc (Welding) – Ручная дуговая сварка;
SMAW – Shielded Metal Arc Welding – Дуговая сварка металлическим покрытым электродом;

E – международный символ ручной дуговой сварки.

Наибольший объем среди других видов сварки занимает ручная дуговая сварка — сварка плавлением штучными электродами, при которой подача электрода и перемещение дуги вдоль свариваемых кромок производятся вручную. Схема процесса показана на рисунке.

Дуга горит между сердечником электрода и соединяемым материалом. Под действием теплоты дуги электрод и основной металл плавятся, образуя металлическую сварочную ванну. Капли жидкого металла с расплавляемого электродного стержня переносятся в ванну через дуговой промежуток. Вместе со стержнем плавится покрытие электрода, образуя защитную атмосферу вокруг дуги и жидкую шлаковую ванну на поверхности расплавленного металла.

Металлическая и шлаковая ванны вместе образуют сварочную ванну. По мере движения дуги металл сварочной ванны затвердевает и образуется сварной шов. Жидкий шлак по мере остывания образует на поверхности шва твердую шлаковую корку, которая удаляется после остывания шва. Для обеспечения заданного состава и свойств шва сварку выполняют покрытыми электродами, к которым предъявляют специальные требования.

Сварочный пост для ручной дуговой сварки оснащается источником питания, токоподводом, необходимыми инструментами, принадлежностями и приспособлениями.

Сварочные посты могут быть стационарными и передвижными. К стационарным постам относятся посты, расположенные в цехе, преимущественно в отдельных сварочных кабинах, в которых сваривают изделия небольших размеров. Передвижные сварочные посты, как правило, применяют при монтаже крупногабаритных изделий (трубопроводы, металлоконструкции, сосуды) и ремонтных работах. При этом часто используют переносные источники питания.

В зависимости от свариваемых материалов и применяемых электродов для ручной дуговой сварки применяют источники переменного или постоянного тока с крутопадающей характеристикой.

Основным рабочим инструментом сварщика при ручной сварке служит электрододержатель, который предназначен для зажима электрода и подвода сварочного тока.

Для подвода тока от источника питания к электродержателю и изделию используют сварочные провода. Сечения проводов выбирают по установленным нормативам для электротехнических установок (5-7 А/мм2). К вспомогательным инструментам для ручной сварки относятся стальные проволочные щетки для зачистки кромок перед сваркой и для удаления с поверхности швов остатков шлака, молоток- шлакоотделитель для удаления шлаковой корки, особенно с угловых и корневых швов в глубокой разделке, зубило, набор шаблонов для проверки размеров швов, стальное клеймо для клеймения швов, метр, стальная линейка, отвес, угольник, чертилка, мел, а также ящик для хранения и переноски инструмента.

Для выполнения сварного шва прежде всего определяют режим сварки, обеспечивающий хорошее качество сварного соединения, установленные размеры и форму при минимальных затратах материалов, электроэнергии и труда.

Режимом сварки называется совокупность параметров, определяющих процесс сварки: вид тока, диаметр электрода, напряжение и значение сварочного тока, скорость перемещения электрода вдоль шва и др.

Основными параметрами режима ручной дуговой сварки являются диаметр электрода и сварочный ток. Остальные параметры выбирают в зависимости от марки электрода, положения свариваемого шва в пространстве, вида оборудования и др.

Диаметр электрода устанавливают в зависимости от толщины свариваемых кромок, вида сварного соединения и размеров шва. Для стыковых соединений приняты практические рекомендации по выбору диаметра электрода dв зависимости от толщины свариваемых кромок s:

s, мм                     <2    3…5       6…8        9…12     3…15     16…20      >20

d, мм                     <2     3…4       4…5        5…6       6…7       7…8          8…10

При выполнении угловых и тавровых соединений принимают во внимание размер катета шва. При катете шва 3…5 мм сварку производят электродом диаметром 3…4 мм; при катете 6…8 мм применяют электроды диаметром 4…5 мм. При многопроходной сварке швов стыковых соединений первый проход выполняют электродом диаметром не более 3 мм. Это необходимо для хорошего провара корня шва в глубине разделки.

По выбранному диаметру электрода устанавливают значение сварочного тока. Обычно для каждой марки электродов значение тока указано на заводской этикетке, но можно также определить по следующим формулам:

I = (40…50)dЭ при dЭ = 4…6 мм;

I = (20 + 6dЭ)dЭ при dЭ<4 мм и dЭ>6 мм,

где I — значение сварочного тока, А; dЭ — диаметр электрода, мм.

К основным преимуществам ручной дуговой сварки можно отнести:

• возможность сварки в любых пространственных положениях;
• возможность сварки в местах с ограниченным доступом;
• сравнительно быстрый переход от одного свариваемого материала к другому;
• возможность сварки самых различных сталей благодаря широкому выбору выпускаемых марок электродов;
• простота и транспортабельность сварочного оборудования.

Основные недостатки:

• низкие КПД и производительность по сравнению с другими технологиями сварки;
• качество соединений во многом зависит от квалификации сварщика;
• вредные условия процесса сварки.