13.1. Сущность способа и оборудование

С помощью ручной дуговой сварки выполняется большой объем сварочных работ при производстве сварных конструкций. Наиболь­шее применение находит ручная дуговая сварка покрытыми элект­родами. Схема процесса ручной дуговой сварки металлическим покрытым электродом показана на рис. 13.1. Дуга Сгорит между стержнем 5 и основным металлом 1. Под действием теплоты дуги электрод и основной металл расплавляются, образуя сварочную ванну 2. Капли жидкого металла 6 с электродного стержня перено-

сятся в ванну через дуговой про­межуток. Вместе с металличе­ским стержнем плавится и электродное покрытие 4, образуя газовую зашиту 7 и жидкую шла­ковую пленку S на поверхности расплавленного металла. В связи

с тем что большая часть теплоты выделяется на торце металличе­ского стержня электрода, на его конце образуется коническая втулочка из покрытия, способст­вующая направленному движе­нию газового потока. Это улучшает защиту сварочной ванны. По мере движения дуги свароч­ная ванна охлаждается и затвердевает, образуя сварной шов 9. Жидкий шлак также затвердевает и образует на поверхности шва твердую шлаковую корку 10, удаляемую после сварки. При этом способе выполняется газошлаковая защита расплавленного метаїла от взаимодействия с воздухом. Кроме того, шлаки позволяют проводить необходимую металлургическую обработку металла в ванне. Для выполнения функций защиты и обработки расплавлен­ного металла покрытия электродов при расплавлении должны образовывать шлаки и газы с определенными физико-химическими свойствами. Поэтому для обеспечения заданного состава и свойств шва при выполнении соединений на разных металлах для сварки применяют электроды с определенным типом покрытий, к которым предъявляют ряд специальных требований (см. дл. 9).

При сварке покрытыми электродами перемещение электрода вдоль линии сварки и подачу электрода в зону дуги по мере его плавления осуществляют вручную. При этом возникают частые изменения длины дуги, что отражается на постоянстве основных

параметров режима: напряжения дуги и силы сварочного тока. С целью поддержания более стабильного теплового режима в ванне при ручной дуговой сварке применяют источники питания с кру­топадающими вольтамперными характеристиками. Схема питания дуги при ручной дуговой сварке показана на рис. 13.2.

Кроме источника питания дуги основным инструментом свар­щика при ручной сварке покрытыми электродами является элект - рододержатель, предназначенный для крепления электрода, подвода к нему сварочного тока и возможности манипулирования электродом в процессе сварки. По способу закрепления электродо - держатели разделяют на вилочные, пружинные, зажимные.

Рациональная область применения дуговой сварки покрытыми электродами — изготовление конструкций из металлов с толщиной соединяемых элементов более 2 мм при небольшой протяженности швов, расположенных в труднодоступных местах и различных про­странственных положениях.

Основными преимуществами способа являются универсаль­ность и простота оборудования. Недостаток — невысокая произво­дительность и применение ручного труда. Невысокая производительность обусловлена малыми допустимыми значения­ми плотности тока. Для увеличения производительности использу­ют сварку погруженной дугой, пучком электродов или применяют электроды с железным порошком в покрытии.

При сварке неплавящимся, обычно вольфрамовым, электродом в защитном газе применяются сварочные горелки (рис. 13.3). В настоящее время выпускают три типа горелок: ГСН-1, ГСН-2, ГСН-3 — на токи 450, 150, 70 А.

Для выполнения сварки соединяемые детали требуют опреде­ленной подготовки. Основной металл, предназначенный для изго­товления сварных конструкций, предварительно выпрямляют, раз­мечают, разрезают на отдельные детали и выполняют необходимое профилирование кромок.

Основные типы, конструктивные элементы и размеры сварных соединений из сталей, а также сплавов на железоникелевой и никелевой основах, выполняемых ручной дуговой сваркой, уста­новлены ГОСТ 5264-80, которым предусмотрено четыре типа сое­динений в зависимости от толщины свариваемых деталей. По форме подготовленных кромок соединения бывают с отбортовкой кромок, без скоса кромок и со скосом кромок — одной или двух. Выполнять швы можно как с одной стороны соединений (односторонние), так и с двух сторон (двусторонние).

При расположении свариваемых деталей под углом основные типы, конструктивные элементы и размеры швов сварных соеди­нений установлены ГОСТ 11534-75, которым предусмотрены формы подготовки кромок и размеры выполнения швов угловых и тавровых соединений.

От состояния поверхности свариваемых кромок в значительной мере зависит качество сварных швов. Подготовка кромок под сварку состоит в тщательной очистке их от ржавчины, окалины, грязи, масла и других инородных включений. Кромки очищают стальными вращающимися щетками, гидропескоструйным и дробемстным способами, шлифовальными кругами, пламенем сварочной горел­ки, травлением в растворах кислот и щелочей.

Подготовленные детали собирают под сварку. При сборке важно выдержать необходимые зазоры и совмещение кромок. Точность

сборки проверяют шаблонами, измерительными линейками и раз г личного рода щупами (рис. 13.4). Сборку выполняют в специальных приспособлениях или на выверенных стеллажах. Временное закреп­ление деталей производят струбцинами, скобами или прихваткой короткими швами.