Ручная сварка обеспечивает хорошее качество сварных швов, но обладает более низкой производительностью, например, по сравнению с автоматической дуговой сваркой под флюсом.
Производительность процесса в основном определяется сварочным током. Однако ток при ручной сварке покрытыми электродами ограничен, так как повышение тока сверх рекомендованного значения приводит к разогреву стержня электрода, отслаиванию покрытия, сильному разбрызгиванию и угару расплавленного металла. Ручную сварку постепенно заменяют полуавтоматической в атмосфере защитных газов.
Сварочное оборудование.
Сварочный пост — рабочее место сварщика, оборудованное всем необходимым для выполнения сварочных работ. Сварочный пост укомплектован источником питания, электрическими проводами, электрододержателем, сборочно-сварочными приспособлениями и инструментом, щитком.
Сварочные посты в зависимости от рода применяемого тока и типа источника питания дуги делят на виды: постоянного тока с питанием от сварочного выпрямителя или сварочного преобразователя; переменного тока с питанием от сварочного трансформатора. Сварочные посты могут быть стационарными или передвижными.
Стационарные посты представляют собой открытые сверху кабины для сварки изделий небольших размеров.
В кабине обычно помещают однопостовой сварочный трансформатор или сварочный выпрямитель. Вращающийся преобразователь постоянного тока создает при работе сильный шум, поэтому его лучше размещать за пределами кабины. При питании сварочных постов от многопостовых выпрямителей сварочный ток разводят по кабинам проводами или шинами. В кабине устанавливают рубильник или магнитный пускатель для включения источника сварочного тока. На рабочем столе располагают специальные приспособления для сборки и зажатия свариваемых деталей, а также ящики для покрытых электродов и инструмента. На стенке кабины подвешивают сушильный шкаф для прокалки электродов.
Передвижные посты применяют при сварке крупногабаритных изделий непосредственно на производственных площадях цехов или строительных площадках. Защита от лучей дуги в этих случаях производится щитами, а защитой источников питания дуги от дождя и снега служат навесы или на монтаже передвижные машинные залы.
Принадлежности и инструмент сварщика.
Для зажатия электрода и подвода к нему сварочного тока служит электрододержатель. Более совершенными являются электрододержатели с пружинами применяют также винтовые, пластинчатые, вилочные и другие типы электрододержателей.
Согласно ГОСТ 14651-78Е, электрододержатели выпускают трех типов в зависимости от силы сварочного тока: I типа—для тока 125 А; II типа — 125-315 А; III типа —315-500 А. Во всех типах электрододержатель должен выдерживать без ремонта 8000 зажимов электродов. Время смены электрода не должно превышать 4 с.
Щитки изготовляют согласно ГОСТ 12.4.035 — 78 из легких и несгораемых материалов (спецпластмасс). Масса ручного щитка не должна превышать 0,48 кг, наголовного — 0,50 кг.
Защитные стекла (светофильтры) предназначены для защиты глаз и кожи лица от лучей дуги, брызг металла и шлака. ГОСТ 12.4.080 — 79 предусматривает 13 классов (номеров) светофильтров при сварке на токах от 5 до 1000 А.
Размер светофильтра 52х102 мм. Светофильтр вставляют в рамку щитка. Светофильтр защищают от брызг снаружи обычным оконным стеклом. Прозрачное стекло меняют по мере загрязнения.
Кабели и сварочные провода служат для подвода тока от источника питания к электрододержателю и изделию. Электрододержатели присоединяют к гибкому с медными жилами кабелю ПРГД или ПРГДО (ГОСТ 6731-77 Е). При отсутствии значительных механических воздействий можно использовать кабель АПРГДО с алюминиевыми жилами. Медный кабель ПРГД может противостоять воздействию ударных нагрузок, а также трению о металлические конструкции, абразивные материалы. Медный кабель ПРГДО и алюминиевый АПРГДО не могут подвергаться значительному механическому воздействию. Длина гибкого кабеля, к которому присоединяется электрододержатель, обычно равна 2-3 м, остальная часть его может быть заменена кабелями марок КРПТ, КРПТН, КРПГ, КРПС, КРПСН с медными жилами и АКРПТ, АКРПТН с алюминиевыми жилами (ГОСТ 13497-77Е). Кабель марки КПРС имеет повышенную гибкость и может в процессе работы подвергаться значительным ударным нагрузкам. Кабель разных марок соединяют муфтами, пайкой или медными наконечниками и болтами.
Провод, соединяющий свариваемое изделие с источником питания, может быть менее гибким и более дешевым. В этом случае применяют провод марки ПРГ (ГОСТ 20520-80).
Для присоединения к свариваемому изделию провод часто снабжают быстродействующим зажимом, изготовленным из электропроводного металла (меди, бронзы). Зажимы могут быть пружинного или винтового типа. Проводом от источника питания до изделия может служить алюминиевая или стальная шина, уложенная в деревянном кожухе.
Сечения медных проводов (жил) выбирают по установленным нормативам для электротехнических установок 5-2 А/мм2 при токах 100-300 А.
Одежда сварщика (костюм и халат) шьется из брезентовой парусины, иногда из специальной (пленочной) ткани. Брюки надевают поверх обуви для предохранения ног от ожогов горячими огарками, образующимися при смене электродов, и брызгами металла.
Одежда из прорезиненного материала не применяется, так как легко прожигается нагретыми частицами металла. Все сварщики должны пользоваться брезентовыми рукавицами.
При выполнении сварочных работ внутри замкнутых сосудов (котлов, емкостей, резервуаров и др.) сварщиков обеспечивают резиновыми ковриками, галошами, особыми наколенниками, подлокотниками и деревянными подставками.
К принадлежностям сварщика относятся;
- стальная щётка, применяемая для зачистки металла от грязи, ржавчины перед сваркой и шлака после сварки.
- молоток с заострённым концом для отбивки шлака со сварочных швов и для поставки личного клейма.
- зубило для вырубки дефектных мест сварного шва.
- для замера геометрического размеров швов, сварщику выдают набор шаблонов. Также сварщик пользуется некоторыми измерительными инструментами (линейка, рулетка). Для проверки углов используется угольник.
Режим ручной дуговой сварки.
Под режимом сварки понимают группу показателей, определяющих характер протекания процесса сварки. Эти показатели влияют на количество теплоты, вводимой в изделие при сварке. К основным показателям режима сварки относятся: диаметр электрода или сварочной проволоки, сварочный ток, напряжение на дуге и скорость сварки. Дополнительные показатели режима сварки: род и полярность тока, тип и марка покрытого электрода, угол наклона электрода, температура предварительного нагрева металла.
Выбор режима ручной дуговой сварки часто сводится к определению диаметра электрода и сварочного тока. Скорость сварки и напряжение на дуге устанавливаются самим сварщиком в зависимости от вида (типа) сварного соединения, марки стали и электрода, положения шва в пространстве и т.д.
Диаметр электрода выбирается в зависимости от толщины свариваемого металла, типа сварного соединения, типа шва и др. При сварке встык листов толщиной до 4 мм в нижнем положении диаметр электрода берется равным толщине свариваемой стали. При сварке стали большей толщины применяют электроды диаметром 4-6 мм при условии обеспечения полной возможности провара металла соединяемых деталей и правильного формирования шва. Применение электродов диаметром более 6 мм ограничивается вследствие большой массы электрода и электрододержателя. Кроме того, прочность сварных соединений, выполненных электродами больших диаметров, снижается вследствие возможного непровара в корне шва и большой столбчатой макроструктуры металла шва.
В многослойных стыковых и угловых швах первый слой или проход выполняется электродом диаметром 2-4 мм: последующие слои и проходы выполняются электродом большего диаметра в зависимости от толщины металла и формы скоса кромок.
В многослойных швах сварка первого слоя электродом малого диаметра рекомендуется для лучшего провара корня шва. Это относится как к стыковым, так и угловым швам.
Сварка в вертикальном положении выполняется обычно электродами диаметром не более 4 мм, реже 5 мм; электроды диаметром 6 мм могут применяться только сварщиками высокой квалификации.
Потолочные швы, как правило, выполняются электродами не более 4 мм.
Ток выбирают в зависимости от диаметра электрода. Для выбора тока можно пользоваться зависимостью: I = Kd, где К= 35÷60 А/мм; d — диаметр электрода, мм. Относительно малый сварочный ток ведет к неустойчивому горению дуги, непровару и малой производительности. Чрезмерно большой ток ведет к сильному нагреву электрода при сварке, увеличению скорости плавления электрода и непровару, повышенному разбрызгиванию электродного материала и ухудшению формирования шва.
На величину коэффициента К влияет состав электродного покрытия: для газообразующих покрытий К берется меньше, чем для шлакообразующих покрытий, например для электродов с железным порошком в покрытии (АНО-1, ОЗС-3) сварочный ток на 30-40% больше, чем для электродов с обычными покрытиями. 'При сварке с вертикальными и горизонтальными швами ток должен быть уменьшен против принятого для сварки в нижнем положении примерно на 5-10%, а для потолочных — на 10-15%, с тем чтобы жидкий металл не вытекал из сварочной ванны.
6. Газопламенная резка: эскиз деталей, оборудование, режимы
Газопламенная обработка, совокупность технологических процессов тепловой обработки металлов пламенем горючих газов сварочных горелок: кислородная резка стали, флюсокислородная резка.