Určíme správné parametry režimu ručního obloukového svařování

Ruční obloukové svařování (MAW) – jedná se o spojení dvou částí pomocí vlivu hořícího elektrického oblouku mezi výrobkem a hrotem elektrody. Používá se potažená tyč, která se při hoření oblouku roztaví. Vznikající plyny chrání svarovou lázeň před cizími vměstky a kov čepu slouží jako přísada. Každý svářeč musí umět správně zvolit režim svařování, aby spojení bylo pevné a šev správný a krásný. Podívejme se, jak to implementovat v praxi.

• Co je režim ručního obloukového svařování a co to ovlivňuje?
• Výběr síly proudu, jeho typu, polarity
• Výběr průměru elektrody
• Volba rychlosti svařování
• Bereme v úvahu polohu spojení v prostoru
• S přihlédnutím k napětí
• Bereme v úvahu nutnost řezných hran a počet průchodů

Co je režim ručního obloukového svařování a co to ovlivňuje?

Režim ručního obloukového svařování – jedná se o skupinu parametrů (hlavních a doplňkových), které určují charakter svařovacího procesu. Mezi nimi:

• síla proudu;
• druh proudu (stejnosměrný nebo střídavý);
• polarita v případě stejnosměrného proudu;
• rychlost vedení elektrody;
• průměr elektrody;
• Napětí.

Proces svařování je také ovlivněn tloušťkou výrobku, přítomností a tvarem hran, počtem průchodů a polohou dílů v prostoru. Pokud uděláte chybu s výběrem režimu svařování, jsou možné: nedostatek průniku, popáleniny, nerovnoměrná tloušťka a výška švu, nedostatečná pevnost a těsnost spoje. Pojďme diskutovat o tom, jak si začínající svářeč může vybrat správný režim ručního obloukového svařování pro spojování různých výrobků.

Výběr síly proudu, jeho typu, polarity

Svařovací proud může být střídavý nebo stejnosměrný. První se vyrábí svařovacími transformátory. Jedná se o cenově nejdostupnější zařízení pracující v síti 220 nebo 380 V. Střídavý proud neustále mění směr pohybu elektronů díky frekvenci 50-60 Hz, takže oblouk hoří méně stabilně, praská a někdy „chodí“. Vhodné pro svařování nekritických konstrukcí z nízkouhlíkové oceli (brány, branky, ploty, vstupní dveře atd.).

U velkých transformátorů se proud nastavuje přiblížením primární a sekundární cívky k sobě nebo od sebe otáčením rukojeti. Moderní malé transformátory mají pro nastavení malý kruhový spínač stupňovitého nebo hladkého typu.

DC Pro RDS se vyrábí invertory a svařovací usměrňovače. Při „konstantě“ dochází k pohybu elektronů vždy jedním směrem, takže oblouk hoří stabilně, tiše šumí a omezuje se rozstřikování roztaveného kovu. Pomocí stejnosměrného proudu ze strojů MMA jsou svařovány kritické konstrukce z nízkouhlíkových a vysoce uhlíkových ocelí, litiny a nerezové oceli. Síla proudu se nastavuje krokovými spínači nebo otočnými kolečky na předním panelu.

Střídavý proud nemá polaritu, ale stejnosměrný proud ano. Protože se elektrony neustále pohybují z mínusu do plusu, připojením držáku nebo zemnící svorky k různým pólům získáme při svařování několik efektů. Podle fyzikálních zákonů se teplo koncentruje na „+“. Proto je při přímé polaritě („-“ na držáku a „+“ na výrobku) zajištěno: hluboký průvar, malá šířka svaru, stabilní hoření oblouku. Přímá polarita se volí pro řezání nebo svařování silných dílů 5 mm nebo více.

Opačná polarita znamená připojení držáku k „+“ a produktu k „-“. Zde se elektrony se záporným nábojem pohybují z produktu na elektrodu, což snižuje vstupní teplotu tepla přibližně o 1000 °C. Díky tomu se zmenší hloubka průvaru a zvětší se šířka svaru. Ale samotná elektroda hoří mnohem rychleji, což zvyšuje náklady na spotřební materiál. Opačná polarita se volí pro svařování tenkých obrobků 1-3 mm. V tomto režimu se také svařuje nerezová ocel, aby se snížilo vyhoření legujících prvků. Při spojování litiny méně bublá uhlík ve svarové lázni a snižuje se počet pórů.

Síla proudu při ručním obloukovém svařování se volí na základě tloušťky kovu a průměru tyče elektrody, jakož i prostorové polohy švu. Všechny tyto parametry jsou vzájemně propojeny. Pokud nastavíte příliš vysoký proud, elektroda bude hořet ve vzduchu a elektrický oblouk bude obtížně ovladatelný a zvýší se rozstřikování tekutého kovu. Při vysokých úrovních proudu je při svařování ocelového plechu nevyhnutelné popálení.

Nedostatečný proud povede ke krátkému oblouku, který zhasne v nejmenší vzdálenosti od špičky elektrody. Průnik bude mělký a spojení rychle selže. Začátečníci si mohou zapamatovat průměrnou hodnotu – na každý mm tloušťky obrobku je zapotřebí 40-50 A svařovacího proudu. Tato čísla se však mohou snížit v závislosti na dalších faktorech.

Možnost zvýšení ampér přímo souvisí s vlastnostmi zařízení. Při výběru střídače si proto předem rozmyslete, jaký průřez budete mít vařit. Kupte si modely s maximálním proudem 200, 300 nebo 500 A, aby vyhovovaly vašim potřebám.

Výběr průměru elektrody

Svařovací obalené elektrody se dodávají v průměrech 1,6/2/3/4/5/6 mm. Čím silnější je obrobek, tím větší by měl být průřez tyče. Pokud svařujete tlustý kov tenkými elektrodami, kolík se na vzduchu přehřeje a rozpadne. Nebo se jeho povlak přehřeje a rozpadne a svařování holou elektrodou zanechá svarovou lázeň nechráněnou (vzniknou póry).

Příliš velký průměr elektrody „uškrtí“ elektrický oblouk a zabrání jeho normálnímu hoření. Pro svářeče bude obtížné ovládat malou vzduchovou mezeru a přilepení konce elektrody k obrobku je nevyhnutelné. Začínajícím svářečům nabízíme tabulku režimů svařování na základě průřezu kovu obrobku a průměru elektrod.

Volba rychlosti svařování

Režim svařování zahrnuje rychlost vedení elektrody. Čím tenčí kov, tím rychleji potřebujete svařovat a naopak. Držení elektrody na jednom místě při připojování ocelového plechu vede k propálení. Příliš rychlé najetí elektrody na tlusté části nezajistí správnou penetraci a dostatečnou vnější housenku. V důsledku toho je spojení slabé.

Na obrobcích s průřezem 5 mm nebo větším je vyžadována sutura opakovanými pohyby špičkou elektrody. Mohou to být: cikcaky, kroužky, osmičky, žebřík, rybí kost. Na tenkém kovu je naopak elektroda vedena plynule bez příčných kmitavých pohybů.

Bereme v úvahu polohu spojení v prostoru

• a) spodní;
• b) horizontální;
• c) vertikální;
• d) strop.

Při volbě režimu svařování hraje roli kromě tloušťky kovu a průměru elektrody i poloha spojovaných dílů v prostoru. Parametry uvedené v tabulce výše jsou relevantní pro spodní polohu, kdy tekutý kov zůstává na místě. U svislých spojů stékají vlivem gravitace kapky dolů, takže síla proudu je snížena o 10-15%. Pokud musíte provést stropní šev, současná síla se sníží o 15-20%.

Někdy je nutné svařovat přerušovaným obloukem, který nechá nanesenou housenku vychladnout, jinak je nevyhnutelné popálení. Svářeči používají tuto metodu na tenkém kovu 1-1,5 mm pro vertikální a stropní švy.

S přihlédnutím k napětí

Výběr správného svařovacího režimu zahrnuje nastavení napětí odpovídající technice překrytí svaru. Čím kratší je oblouk (vzduchová mezera mezi koncem elektrody a povrchem výrobku), tím je jeho ovládání přesnější a snazší. Ne všude je ale možné dostat elektrodu do blízkosti obrobků (někdy svářeč v této poloze nevidí svarovou lázeň). Poté musíte zvětšit oblouk, ale jak se mezera zvětšuje, mělo by se zvýšit i napětí produkované zařízením.

Tato hodnota je v rozmezí 20-36 V. Na některých svářecích strojích se napětí automaticky zvyšuje a snižuje podle úpravy proudu. U jiných je k dispozici ruční oddělené nastavení ampér a voltů, což umožňuje přesněji upravit režim svařování.

I-V charakteristiky produkované měničem přímo závisí na vstupním napětí. Přestože výrobci uvádějí, že zařízení vaří při poklesech až 180 V a některé modely dokonce pracují při 140 V, maximální proud jistě klesá. Pokud tedy zásuvka na pracovišti nemá deklarovaných 220 nebo 380 V, musíte na displeji střídače nastavit vyšší intenzitu proudu, než je požadováno, protože skutečné hodnoty budou mnohem nižší. Zde se režim svařování volí experimentálně pomocí obloukových testů na obrobku, protože úbytek napětí a možnosti zařízení jsou všude jiné.

Bereme v úvahu nutnost řezných hran a počet průchodů

Pokud je tloušťka dílu 5 mm nebo více, je nutné ořezávání hran. Na deskách o průřezu 5-8 mm se vytvoří jednostranné zkosení 45⁰, takže když se strany spojí, získá se tvar V. Když je tloušťka dílů 10 nebo více, bude vyžadována drážka ve tvaru x. Bez takové předběžné přípravy budou švy držet pouze strany na povrchu a spojení může selhat pod zatížením.

Režim svařování zahrnuje počet a technologii provádění průchodů na jednom spoji, což určuje pevnost spoje. Například pro obrobek o průřezu 10 mm s hranami ve tvaru X budete potřebovat:

• Svařování kořenového švu elektrodou o průměru 3 mm a proudu 100 A.
• Podobná kontrola kořenového švu na rubové straně.
• Následné šití střídejte elektrodou o průměru 5 mm a proudu 300 A.

Po zvládnutí těchto zásad pro výběr režimu svařování budete schopni určit správné parametry pro každý typ připojení. Díky tomu budou vaše švy pevné, neprodyšné a krásné.

Odpovědi na otázky: určete správné parametry režimu ručního obloukového svařování

Jak zvolit proud při svařování pro začátečníka?
Skrýt Další podrobnosti

Vezměte hrubý kus kovu o stejné tloušťce jako hlavní produkt a nastavte proud na přibližně 40 A na každý mm průřezu. Zapalte oblouk a svařte šev. Pokud je hloubka průniku malá, přidejte zesilovače. V případě spálení a příliš širokého švu snižte proud.

S jakou polaritou se začátečník naučí vařit nejlépe?
Skrýt Další podrobnosti

Pokud se učíte svařovat na silných dílech od 4 mm, nastavte rovnou polaritu. Pro svařování 1-3 mm plechu je lepší použít obrácenou polaritu.

Jaké elektrody zvolit pro svařování?
Skrýt Další podrobnosti

Kromě průměru tyče zvažte také typ povlaku. Pro začátečníky jsou ve většině případů vhodné rutilové elektrody.

Jak držet elektrodu vzhledem k povrchu výrobku?
Skrýt Další podrobnosti

Svařování obalenou elektrodou pod úhlem 30-60° je přijatelné. Zde vše závisí na prostorové poloze a snadné viditelnosti svarové lázně. Šev můžete šít zleva doprava, směrem od vás nebo směrem k vám.

Elektroda se při svařování lepí, co mám dělat?
Skrýt Další podrobnosti

To se obvykle stává při svařování tenkého kovu. Zvyšte proud o 5-10 A. Pro začátečníky pomohou invertory s funkcí boost, které automaticky krátkodobě přidají proud, aby nedošlo k přilepení elektrody, a poté vrátí nastavení do původních mezí.

Jak správně vybudit svařovací oblouk?
Skrýt Další podrobnosti

První metodou je cvrlikání. Pohybujte špičkou tyče zleva doprava, aniž byste ji zvedli z obrobku. Jakmile se oblouk rozsvítí, nastavte vzduchovou mezeru na 3-5 mm. Druhým způsobem je klepání. Klepněte na konec na jednom místě, dokud se neobjeví elektrický oblouk. Nejčastěji tuto metodu používají zkušení svářeči. Zařízení s funkcí horkého startu usnadňují zapalování, protože při dotyku produkují zvýšený proud.

Nemohu získat vertikální švy, co doporučujete?
Skrýt Další podrobnosti

Zkuste svařování přerušovaným obloukem. Spojte obě strany k sobě a na okamžik zatáhněte za konec elektrody, abyste přerušili kontakt. Okamžitě jej vraťte zpět a naneste další „poličku“ přídavného kovu. Postupně pracujte nahoru, dokud nedokončíte spoj. Nelekejte se zmrzlých rampouchů ze strusky. K tomuto efektu dochází vždy při vertikálním svařování. To neovlivňuje vzhled švu.

Absolutní hodnota svařovacího proudu, jehož měrnou jednotkou jsou ampéry, není jeho jedinou charakteristikou. Důležité jsou také ukazatele, jako je stálost nebo periodicky se měnící velikost a směr.

Přímý svařovací proud je charakterizován směrem a/nebo velikostí, která je v čase konstantní a je přiváděna k elektrodě ze svařovacích usměrňovačů, autonomních svařovacích generátorů nebo svařovacích strojů invertorového typu, které jsou široce používány.

Střídavý svařovací proud mění svůj směr a/nebo velikost. Pro jeho napájení do pracovního prostoru při svařování se používají různé typy snižovacích transformátorů s primárním vinutím napojeným na zdroj střídavého proudu o napětí 220 nebo 380 V.

Při výběru nastavení a charakteristik svařovacího proudu byste se měli zaměřit na takové vzájemně související indikátory, jako jsou:

• tloušťka svařovaných prvků;
• kov, ze kterého jsou díly vyrobeny;
• tloušťka elektrody;
• prostorová orientace a některé další charakteristiky švů.

Energie a délka oblouku závisí na zvoleném režimu svařování. Teplota ve svarové lázni závisí na hodnotě svařovacího proudu. Čím je vyšší, tím intenzivněji a hlouběji dochází k tavení jak kovu svařovaných dílů, tak elektrodové tyče.

Z výše uvedeného vyplývá, že při spojování silnějších dílů je nutné nastavit vyšší hodnoty síly a napětí svařovacího proudu. Tloušťka kovu, proudový režim a průměr elektrodových tyčí jsou v přímé vzájemné závislosti.

Jak vypočítat napětí svařovacího proudu

Požadovaný svařovací proud by měl být vypočítán s přihlédnutím k průměru tyčí elektrod.

Parametry svarů a tloušťka prvků spojených svařováním přímo souvisí s průměrem elektrody. Při šířce švu 3 až 5 mm používají zkušení řemeslníci nejčastěji spotřební materiál o tloušťce 3-4 mm. Pro širší spáry (od 5 do 8 mm) by měly být použity tyče o průměru do 5 mm.

Síla proudu se volí na základě následujících parametrů elektrodové tyče:

1. 65-100 ampérů pro 3mm tyče. Tento široký rozsah je dán, protože závisí na orientaci švu v prostoru. Také volba hodnoty svařovacího proudu je ovlivněna chemickým složením materiálu tyče a svařovaných dílů. Pro začínající svářeče je lepší zvolit průměrné hodnoty – od 80 do 85 A.
2. 120-200 ampér pro 4mm tyče. Zde platí stejná pravidla týkající se umístění švů a chemického složení dílů a spotřebního materiálu. Tento průměr se nejčastěji používá v průmyslové výrobě. Taková tyč umožňuje vytvářet tenké i široké švy.
3. 169–250 ampér pro elektrody o průměru 5 mm. Při volbě tak velké tloušťky tyče při nastavení svařovacího proudu vycházejí nejen z prostorové orientace švů a chemického složení kovu. Zde je důležité vzít v úvahu požadovanou hloubku svařování. Pokud je třeba jej zvýšit, zvýší se svařovací proud co nejvíce.
4. Nejvyšší svařovací proud – 250 ampér – je nastaven i pro elektrody o tloušťce tyče 6 až 8 mm. Ve zvláštních případech se k napájení proudu používají transformátory, které zvyšují proud na hodnoty od 300 do 350.

Výpočet se provádí podle vzorce:

• I – síla proudu;
• D – tloušťka tyče;
• K – koeficient, který je uveden ve zvláštních referenčních tabulkách.

Níže uvedená tabulka obsahuje hodnoty, které znají všichni zkušení profesionální svářeči a jsou užitečné pro začátečníky:

Průměr elektrody, mm
Tloušťka kovu, mm
Aktuální síla, A.

Je třeba mít na paměti, že pokud je svařovací proud nedostatečný, není možné dosáhnout stability svařovacího oblouku, kov není zcela svařen a existuje riziko praskání v tepelně ovlivněné zóně. Pokud je svařovací proud nastaven příliš vysoko, elektroda se příliš roztaví, dojde k rozstřiku a utrpí kvalita spojení.

Polarita svařovacího proudu

Ruční obloukové svařování pomocí běžného domácího svářecího stroje zpravidla používá přímý svařovací proud. Pomocí této možnosti lze elektrodu a díl připojit dvěma způsoby:

• Přímá polarita zahrnuje připojení části k „+“ a elektrody k „-“.
• Obrácená je tedy polarita při připojení dílu k „-“ a elektrody k „+“.

Vývin tepla na „mínusovém“ pólu je méně intenzivní než na „plusovém“ pólu. Vycházejí z toho pomocí obrácené polarity ke svařování dílů vyrobených z tenkého kovu, což zabraňuje propálení. Tuto možnost lze použít i pro svařovací prvky z vysoce legované oceli, která je citlivá na přehřátí. U masivních výrobků je lepší použít rovnou polaritu.

Konstrukční nízkolegované oceli neobsahují více než 2,5 % legujících přísad, jako je uhlík, chrom, mangan, nikl atd. Přípustný obsah uhlíku není vyšší než 0,2 %. Tento kov je široce používán při výrobě stavebních konstrukčních prvků, válcování trubek a mnoha dalších.

Pro svařování konstrukčních ocelí se používá jak ruční obloukové svařování, tak automatické nebo poloautomatické svařování. Napětí svařovacího proudu pro poloautomat se nastavuje na základě přibližně stejných pravidel jako ve výše popsaných případech.

Napětí svařovacího oblouku

Délka oblouku ovlivňuje jeho napětí. Čím je menší, tím nižší je jeho napětí, což vede k poklesu tyče a připojených prvků spotřebovaných na tavení kovu. V tomto případě se šířka svarové lázně zmenšuje, ale zvyšuje se výška výztuže a hloubka průniku.

Také napětí oblouku se může měnit od 18 do 45 voltů v závislosti na značce a průměru elektrody a nastaveném svařovacím proudu.

Pro svařování kovových prvků se doporučuje použít krátký svařovací oblouk s napětím nejvýše 20 voltů. Nadměrná délka oblouku má za následek rozstřik. Svařování je doprovázeno ostrými praskáními. Pro zkušeného svářeče jsou takové zvuky známkou nesprávně zvolených parametrů svařování.

Pokud se vyskytnou takové potíže, měli byste okamžitě spustit držák s elektrodou.

Svařování začíná zapálením nebo vybuzením oblouku, ke kterému zkušení řemeslníci používají dvě metody:

1. Je nutné udeřit špičkou tyče po povrchu dílu pohybem podobným zapalování zápalky. Nejčastěji se tato jednoduchá a nevyžadující speciální dovednostní metoda používá k zahájení práce s novou elektrodou.
2. Měli byste se špičkou kolmé elektrody lehce dotknout povrchu a poté ji stáhnout o 3–5 mm. Tato metoda je vhodná pro zahájení práce, když je přístup na místo svařování obtížný.

Vhodné typy svařovacích elektrod

Elektroda pro ruční obloukové svařování je kovová vodivá tyč s ochrannou vrstvou tavidla. Tavením během procesu svařování kov elektrody vyplňuje spojení dvou částí. Povlak je nezbytný pro stabilizaci oblouku a ochranu svarové lázně před kontaktem se vzdušným kyslíkem.

Typ ochranného povlaku do značné míry určuje účel a výkon spotřebního materiálu. Moderní trh s přídavným materiálem pro svařování nabízí elektrody s následujícími typy povlaků:

• Primární – poskytuje dobré mechanické vlastnosti švů a jejich chemickou čistotu. Elektrody s takovým povlakem se používají ke svařování částí kritických kovových konstrukcí, které jsou během provozu vystaveny rovnoměrně proměnlivému dynamickému zatížení.
• Rutil – udržuje stabilitu oblouku a zjednodušuje svařování za jakýchkoliv aktuálních podmínek. Elektrody s takovým povlakem se nejčastěji používají k vytváření vodorovných švů, protože kov tyčí vykazuje zvýšenou tekutost.
• Celulózový ochranný povlak – obsahuje organické složky, které podporují tvorbu vysoce kvalitních svarových spojů s nízkou tvorbou strusky. Nevýhodou je rozstřikování tekutého kovu.
• Kyselý povlak je založen na oxidech železa a manganu. Kvůli snadnému buzení svařovacího oblouku a jeho stabilitě jsou takové elektrody široce používány pro svařování dílů bez důkladné přípravy jejich povrchu. Elektrody s takovým povlakem se také vyznačují zvýšeným rozstřikem.

Všechny možnosti ochranného povlaku jsou na obalu elektrody označeny písmenným označením v souladu s mezinárodní normou ISO 2560:2009.

Svařování typů ocelí, které jsou náchylné k tvorbě kalících struktur při rychlém ochlazování švů, je doprovázeno tvorbou zón vnitřního napětí a praskáním. Aby nedocházelo ke kritickým teplotním změnám a ochlazování materiálu bylo hladší, používají předehřívání kovových obrobků. Tento postup je nezbytně nutný i pro slitiny s nízkým obsahem uhlíku, pokud svařování probíhá při nízkých teplotách.

doporučené články

• Kategorie svařování v Rusku
• Venkovní reklamní stavby: typy, požadavky, materiály, fáze výroby
• Které svařování je lepší – plynové nebo elektrické: výhody a nevýhody

Vnitřního pnutí v tepelně ovlivněném prostoru se můžete zbavit metodami tepelného zpracování jako je normalizace a žíhání na nízké teploty.

Aby bylo dosaženo pevného, ​​kvalitního a odolného spojení kovových částí, je třeba dodržet řadu podmínek. Zvláštní pozornost vyžadují parametry svařování, jako je polarita, napětí svařovacího oblouku, napětí a svařovací proud a řada dalších výše uvedených indikátorů.

Vedoucí obchodního oddělení