ручне дугове зварювання

Ручная дуговая сварка

Cварка в строительстве.

Ручная дуговая сварка покрытыми металлическими электродами является основной способ при выполнении сварочных работ, особенно в строительстве.

Перспективы развития ручной дуговой сварки

Учитывая состояние и перспективы развития сварочного производства, ручная дуговая сварка на ближайшие 15-20 лет останется преобладающим способом и будет составлять не менее 50-60% общего объема сварочных работ, при этом в строительстве его доля вряд ли опустится ниже отметки 80-85 %. Поэтому совершенствованию и повышению качества ручной дуговой сварки нужно уделять самое серьезное внимание, и это, в первую очередь, относится к сварочных электродов как одному из главных факторов, определяющих эффективность этого процесса.

Основные виды ручной дуговой сварки

К основным видам сварных стальных конструкций в строительстве относятся каркасы административных и производственных зданий (колонны, фермы, ригели, подкрановые балки, прогоны, вертикальные, цилиндрические, траншейные резервуары), сферические газгельдеры, бункеры и силосы, газо- воздуховоды, башенно -мачтовые сооружения ( радио и телевышки, каркасы, опоры дымовых и вытяжных труб).

Для изготовления металлоконструкций применяют, главным образом, горячекатаный фасонный (уголки, двутавры, швеллеры) и листовой прокат, а также гнутые профили из низкоуглеродистой и низколегированной стали марок Ст3пс5, Ст3сп5, 09Г2С, 10Г2С1, 10ХСНД, 16Г2АФ. В сборных железобетонных конструкциях используют в основном арматурную горячекатаную сталь периодического профиля марок Ст3пс, Ст5пс, 35ГС, 25Г2С. В основном эти стали хорошо свариваются, но некоторые при сварке требуют специальных технологических приемов. Ручная дуговая сварка для таких сталей проводиться электродами для черных металлов и низколегированных сталей.

Сварка строительных конструкций выполняют различными способами как при их изготовлении (на заводах, в мастерских), так и при сооружении и монтаже строительных объектов на открытых площадках, в личном хозяйстве.

Если на заводах-производителях конструкций сварки выполняются в основном механизированным способом (в углекислом газе, под флюсом), для чего используют сварочную проволоку. Так в строительстве и на строительно-монтажных площадках, в быту, главным образом, применяют ручную дуговую сварку покрытыми электродами.

Доля применения ручной дуговой сварки достигает 95-100%. Такое положение во многом определяется простотой, универсальностью, надежностью и, применительно к сегодняшних экономических реалий, дешевизной ручной сварки, а также конструктивными особенностями большинства строительных объектов (разбросанность сварных швов, иногда небольшой длины, в пространстве, расположение их в труднодоступных для сварки местах и т .п.)

Кроме того, на строительных и строительно-монтажных площадках сварочные работы проводят при любых, в том числе неблагоприятных условиях (пониженной температуре, атмосферных осадках, ветре), на высоте, на неудобных и ограниченных рабочих местах. При ручной дуговой сварке возникает необходимость многократного перемещения оборудования и сварочных материалов, сварка может выполняться в нижнем, вертикальном, горизонтальном и потолочном положениях.

Указанные особенности сварки в строительстве необходимо учитывать при подборе и эксплуатации оборудования, выборе, хранении и подготовке к сварке покрытых электродов, разработке технологии сварки, а также при обучении сварщиков.

С учетом свойств применяемых в строительстве сталей и требований, предъявляемых к сварным соединениям, а также специфики выполнения сварочных работ на строительных и строительно-монтажных площадках при ручной дуговой сварке строительных конструкций используют, главным образом, электроды общего назначения с рутиловым, ильменитовым и основным видами покрытий типа Э42, Э42А, Э46 и Э50А по ГОСТ 9466-75, эти электроды относятся к группе электродов для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыва до 590 МПа.

Одному и тому же типу электродов по стандарту может соответствовать большое количество марок электродов, имеющих индивидуальные особенности и авторские марочные обозначения. Стержни указанных электродов изготавливают, как правило, из сварочной проволоки марок Св-08, Св-08А.

Подробности о том, как выбрать сварочные электроды можно прочитать в нашей статье по ссылке.

Поступающие на площадку строительные конструкции должны быть подготовлены к сварке.

Ручная дуговая сварка – Подготовка:

  • конструкции должны быть осмотрены для выявления возможных дефектов (расслоения, трещин в металле, некачественных заводских швов, отклонений от размеров и т.п.). При обнаружении недопустимых дефектов металла или элементов конструкций они допускаются к дальнейшей работе только после исправления;
  • перед составлением соединений под ручную дуговую сварку должна быть проверена правильность подготовки кромок в соответствии со стандартом и очищенные места расположения сварных швов и прилегающих к ним поверхностей металла шириной не менее 20 мм от ржавчины, краски, грязи, влаги, жира и т.п.. Кроме того, при необходимости вблизи кромок и поверхности металла привариваются элементы сборочных приспособлений. Соединение собирают с помощью простых сборочных инструментов: молотков, ломиков, струбцин, стяжных уголков, ключей, домкратов и др. Собранные конструкции закрепляют прихватками или стяжными болтами и клиньями;
  • при составлении необходимо придерживаться размеров зазоров в соединениях, соосность элементов. Смещение кромок не должно превышать величины, установленные стандартами: 0,5 мм – для деталей толщиной (s) до 4 мм; 1 мм – для деталей толщиной 4-10 мм; 0,1 * s, но не более 3 мм – для деталей толщиной 10-100 мм; 0,01 * s – 2 мм, но не более 4 мм – для деталей толщиной более 100 мм;
  • после окончания сборки проверяют качество, а также соответствие размеров соединения или конструкции проекта, после чего выполняют ручную дуговую сварку.

Для получения качественного сварного шва необходимо правильно подобрать режим ручного дуового сварки.

Режимы ручной дуговой сварки.

Режим сварки – это совокупность основных контролируемых параметров, определяющих условия процессов сварки.

Параметрами ручной дуговой сварки покрытыми электродами являются:

  • диаметр электрода.
  • род, полярность и сила сварочного тока.
  • напруга (довжина) дуги,
  • скорость сварки.
  • температура подогрева металла (последние два параметра присущие сварке сталей, требующих использования специальных технологических приемов).

Значения параметров режима сварки устанавливают в зависимости от марки, толщины и температуры основного металла, типа сварного соединения и способа выполнения швов, положение шва в пространстве, геометрических размеров шва и требований к свойствам получаемых сварных соединений.

Так, тип и марку электрода подбирают исходя из марки основного металла, проектных требований к свойствам сварных соединений и пространственного положения шва.
Для сварки в нижнем положении диаметр электрода подбирают исходя из толщины по примерному соотношению между толщиной свариваемых деталей и диаметром электрода:

  • При сварке стыковых соединений с разделкой кромок первый (корневой) шов обычно выполняют электродами диаметром не более 3,0-4,0 мм для обеспечения проплавления корня шва.
  • Остальные швов многослойного шва следует выполнять электродами одного диаметра и при одинаковой силе тока, что упрощает процесс сварки и сокращает вспомогательное время на регулирование силы тока.
  • Обычно сечение первого слоя не превышает 30-35 мм2. Пересечение последующих слоев шва, выполняются электродами большого диаметра, будет больше.
  • Силу сварочного тока Iзв принимают по данным на этикетке, сопровождающей каждую коробку (пачку) с электродами. Максимальные из приведенных на этикетке значений  применяют для сварки в нижнем положении. При сварке швов и других пространственных положениях силу тока снижают на 10-25%.
  • Род сварочного тока (переменный или постоянный) и полярность, а также напряжение (длину) дуги определяют в зависимости от требований проекта и марки электрода, применяемого для сварки.
  • Скорость сварки зависит от величины коэффициента наплавки электрода и силы сварочного тока: чем они больше, тем больше наплавляемый металла за единицу времени и возрастает скорость сварки.

Следует иметь в виду, что желание увеличить производительность сварочного процесса за счет повышения силы тока часто приводит к отрицательным результатам: электрод при сварке перегревается, иногда «течет», то есть преждевременно плавится, покрытие сгорает, не выполняя своих защитных функций, шов формируется плохо и с большими дефектами.

Необходимость подогрева стали и температуру в зоне выполнения ручной дуговой сварки определяют в зависимости от марки, толщины и температуры металла, а также типа сварочной конструкции. Например, при сварке строительных листовых конструкций из низколегированной стали толщиной от 30 до 40 мм при температуре ниже минус 10 ° С требуется предварительный подогрев места сварки до температуры 120-160 ° С

Виды сварных соединений при ручной дуговой сварки

Для ручной дуговой сварки в строительстве основными соединениями являются стыковые, угловые, тавровые, нахлесточные, торцевые соединения.

Ручная дуговая сварка – техника сварки стыковых швов до 4 мм

Стыковые швы при толщине металла до 4 мм включительно сваривают без разделки кромок электродом диаметром 1,6-3,0 мм, как правило, без поперечного движения электрода и в один проход (проходом называют одноразовое перемещения электрода в одном направлении). В некоторых конструкциях, где должна быть обеспечена непроницаемость швов (в резервуарах, водонапорных башнях), эти швы выполняют за два прохода с одной или с двух сторон. Швы такого типа удобнее сваривать на съёмные или постоянной подложке (см. Рис. 1, поз. 3), если это допустимо.

Ручная дуговая сварка – техника сварки стыковых швов от 2 до 5 мм

Стыковые швы при толщине металла от 2 до 5 мм сваривают за два прохода по одному с каждой стороны. Если возможно выплавить или вишлифовать корень шва после сварки с одной стороны, то второй шов накладывают с другой стороны по хорошо зачищенном металла, что обеспечивает качественное проваривании и допускает сварки без разделки кромок металла толщиной до 12 мм.

В общем случае при сварке швов стыковых соединений из стали толщиной от 3 мм и более предусматривается одностороннее или двустороннее обработки кромок.

Заполнение обработки металлом при сварке может быть выполнено за один или несколько проходов путем наложения одного или нескольких слоев.

Многослойные швы стыковых соединений, то есть швы, состоящие из двух слоев и более, выполняют двумя способами:

  • сваркой каждого слоя на всю ширину обработки (рис. 3, а), что допустимо при небольшой толщине металла, так как ширина слоя должна быть не более 2-4 диаметров электрода;
  • Ручная дуговая сварка отдельными валиками, которые могут быть в каждом слое 2, 3 и более. Последний слой многослойного шва служит его выпуклостью, при его сварке в результате нагрева предыдущих, ранее выполненных слоев происходит их своеобразная термообработка, что улучшает структуру металла шва.

Ручная дуговая сварка – техника многослойных швов

При сварке многослойных швов необходимо после сварки каждого слоя или валика тщательно очищать их от шлака, брызг металла и др. И только после этого приступать к наложению последующих слоев или валиков. При двустороннем сварке многослойного шва перед выполнением шва с обратной стороны следует удалить его корень до чистого бездефектного металла (например, с помощью ручной шлифовальной машины).

Ручная дуговая сварка – техника угловых швов

Сварка угловых швов с разобранными кромками мало отличается от сварки стыковых многослойных швов.

Угловые швы без разделки кромок, как правило, делают многопроходный (рис. 4, а), они могут быть также однопроходными при максимальных размерах катета 4-5 мм – для электрода диаметром 3,0 мм и 6-8 мм – для электродов диаметром 4 0 мм.

Ручная дуговая сварка – техника стыковых швов

Ссора стыковых швов в нижнем положении наиболее простой процесс, при котором формирование шва, проплавления и перенос электродного металла в шов способствует сила тяжести.

Ручная дуговая сварка – техника вертикальных швов

При вертикальном сварке для удержания ванны уменьшают ее размер путем снижения силы тока на 10-20%.

Сварка тонкого металла и первого слоя стыкового шва с разделкой кромок при вертикальном положении часто ведут сверху вниз без колебательных движений электрода, наклоняя его так, чтобы дуга была направлена ​​на ванну и удерживала ее своим дутьем, а затем постепенно перемещают электрод вниз и образуют шов. Более толстый металл сваривают снизу вверх, дугу зажигают внизу шва и после образования ванны отводят электрод немного вверх, при этом низ ванны, окруженный затвердевшим шлаком, кристаллизуется, образуя твердый металл, на который ложится следующая ванна и т.д..

Ручная дуговая сварка – техника горизонтальных швов

Горизонтальные швы на вертикальной плоскости, сваривают обычно валиками, при этом сила тока ниже, чем при сварке в нижнем положении на 15-20%.

Ручная дуговая сварка – техника потолочных швов

Наиболее трудным является ручная дуговая сварка в потолочном положении. Для удержания расплавленного металла сварочной ванны от вытекания уменьшают размер ванны за счет использования электродов меньшего диаметра и снижение силы сварочного тока на 20-25%. Содержанию ванны способствует также быстрое затвердевание шлака при сварке. Перенос расплавленного электродного металла в ванну происходит с помощью дутья дуги и возникновении при сварке электромагнитных сил. Следует отметить, что при потолочной сварке производительность процесса резко снижается и требуется высокая квалификация сварщика для получения качественного шва.

Прочитайте нашу статью о том как выбрать сварочные электроды.

Прочитайте также нашу сттю как выбрать сварочную проволоку.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Back to top
X