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, диа метр 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 электро да, 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 в зависимости от толщины свариваемых кромок.

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 4 мм. Это необходимо для хорошего провара корня шва в глубине разделки.

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

1 = (40—50)d, при d = 4—6 мм;

1 = (20 + 6d)d, при d меньше 4 мм и больше 6 мм, где 1 — значение сварочного тока, A; d — диаметр элект­рода, мм.

Полученное значение сварочного тока корректируют, учитывая толщину металла и положение свариваемого шва. При толщине кромок менее (1,3—1,6) расчетное значение сварочного тока уменьшают на 10—15 %, при толщине кро­мок больше трех диаметров электрода увеличивают ка 10— 15 %. Свирку вертикальных и потолочных швов выполня­ют сварочным током на 10—15% уменьшенным против рас­четного.

Рис. 34. Зажигание сварочной дуги: а — кратковременным прикос­новением электрода к поверхности изделия; 6 — чирканьем конца электрода о поверхность изделия

а

5

Сварочную дугу возбуждают двумя приемами. Можно коснуться свариваемого изделия торцом электрода (рис. 34,<з) и затем отвести электрод от поверхности изделия ка 3—4 мм, поддерживая горение образовавшейся дуги. Можно также быстрым боковым движением коснуться свариваемого из­делия и затем отвести электрод от поверхности изделия на такое же расстояние (по методу зажигания спички) (рис. 34,6). Прикосновение электрода к изделию должно быть кратко­временным, так как иначе он приваривается к изделию, т. е. «примерзает». Отрывахь «примерзший» электрод следует резким поворачиванием его вправо и влево.

В случаях отрыва сварочной дуги повторное ее зажига­ние производится согласно рис. 35.

П

/ !! Рис. 35. Зажигание дуги после ее обрыва: 1 — место повторного зажигания дуги; 2 — кратер

Длина дуги значительно влияет на качество сварки. Короткая дуга горит устойчиво и спокойно. Она обеспечи­вает получение шва высокого качества, так как расплав­ленный металл электрода быстро проходит дуговой про­межуток и меньше подвергается окислению и азотирова­нию. Но слишком короткая дуга вызывает «примерзание» электрода, дуга прерывается, нарушается процесс сварки. Длинная дуга горит неустойчиво с характерным шипени­ем. Глубина проплавления недостаточная, расплавленный металл электрода разбрызгивается и больше окисляется и азотируется. Шов получается бесформенным, а металл шва содержит большое количество окислов. Для электродов с толстым покрытием длина дуги указывается в паспортах.

Рис. 36. Перемещение электрода в трех направлениях

В процессе сварки электроду сообщаются движения, „показанные на рис. 36:1 — по направлению оси электрода

в зону дуги; скорость движения должна соответствовать скорости плавления электрода, чтобы сохранить постоян­ство длины дуги; 2 —- вдоль линии свариваемого шва. Ско­рость перемещения не должна быть большой, так как ме­талл электрода не успевает сплавиться с основным метал­лом и получается непровар. При малой скорости переме­щения возможны перегрев и пережог металла, шов полу­чается широкии, толстый, производительность сварки низ­кая. Поперечные колебательные движения применяют для получения уширенного валика (рис. 36,3). Поперечные дви­жения замедляют остывание наплавляемого металла, об­легчают выход газов и шлаков и способствуют наилучше­му сплавлению основного и электродного металла и полу­чению высококачественного шва. Образующийся в конце наплавки валика кратер необходимо тщательно заварить.

Поперечные колебательные движения конца электрода (рис. 37) определяются формой разделки, размерами и по­ложением шва, свойствами свариваемого материала, на­выком сварщика.

Рис. 37. Колебательные движения концом электрода поперек шва: 1, 2, 3 — для равномерного прогрева сварочной ванны; 4 — для усиленного прогрева корня шва; 5, 6 — для усиленного прогрева кромок

Техника выполнения зависит от вида и пространствен­ного положения шва.

Нижние швы наиболее удобны для выполнения, так как расплавленный металл электрода под действием силы тя­жести стекает в кратер и не вытекает из сварочной ванны, а газы и шлак выходят на поверхность металла. Поэтому по возможности следует вести сварку в нижнем положении. Стыковые швы (рис. 38) без скоса кромок выполняют на­плавкой вдоль шва валика с небольшим уширением. Необ­ходимо хорошее проплавление свариваемых кромок. Шов делают с усилением (выпуклость шва до 2 мм). После про­верки шва с одной стороны изделие переворачивают и, тща­тельно очистив от подтеков и шлака, заваривают шов с другой стороны. Сварку стыковых швов с V-образной раз­делкой при толщине кромок до 8 мм производят в один слой, а при большей толщине — в два слоя и более.

6 Рис. 38. Сварка стыковых швов, а— однослойного; б— много­слойного; 1— 7 — последовательность наложения швов

Первый слой наплавляют высотой 3—5 мм электродом, диаметр которого 3—4 мм. Последующие слои выполняют электродом диаметром 4—5 мм. Перед наплавкой очеред­ного слоя необходимо тщательно очистить металлической щеткой разделку шва от шлака и брызг металла. После за­полнения всей разделки шва изделие переворачивают и выбирают небольшую канавку в корне шва, которую затем аккуратно заваривают. При невозможности подварить шов с обратной стороны следует особенно аккуратно проварить первый слой.

Стыковые швы с Х-образной разделкой выполняют ана­логично многослойным швам с обеих сторон разделки.

Электрод

Рис. 39. Сварка угловых швов: а — траектория движения электрода; 6 — изменение угла наклона электрода; в — сварка в лодочку Вертикальные швы (рис. 40) менее удобно сваривать, так как сила тяжести увлекает капли электродного металла вниз. Вертикальные швы следует выполнять короткой дугой сни­зу вверх. При этом капли металла легче переходят в шов, а образующийся кратер в виде полочки удерживает очередные капли металла от стекания вниз. Сварку можно вести и сверху вниз. При этом дугу следует зажигать при положении элек­трода, перпендикулярном плоскости изделия. После обра­зования первых капель металла электрод наклоняют вниз, и

Угловые швы (рис. 39) в нижнем положении лучше выполнять в положении «лодочка». Если изделие не мо­жет быть так установлено, необходимо особенно тщатель­но обеспечить хороший провар корня шва и свариваемых кромок. Сварку следует начинать с поверхности нижней кромки и затем переходить через разделку шва на верти­кальную кромку. При наложении многослойного шва пер­вый валик выполняют ниточным швом электродом с диа­метром 3—4 мм. При этом необходимо обеспечить хоро­ший провар корня шва. Затем послр зачистки разделки на­плавляют последующие слои.

Рис. 40. Сварка вертикальных швов: а — снизу вверх; б — сверху вниз; / — положение электрода в начале сварки; 2 — положение электрода в процессе наложения шва

сварку выполняют возможно короткой дугой. Рекомендует­ся применять электроды диаметром 4—5 мм при несколько пониженном сварочном токе (150—170 А).

Горизонтальные швы выполняют при разделке кромок (рис. 41) со скосом у верхнего листа. Дугу возбуждают на нижней кромке и затем переводят на поверхность скоса-и обратно. Сварку выполняют электродом диаметром 4—5 мм. Горизонтальные нахлесточные швы выполняются легче, так как нижняя кромка образует полочку, удерживающую кап­ли расплавленного металла.

32 3 1

Рис. 41. Сварка горизонтальных швов: а — стыкового соединения со скосом одной кромки; 6 — нахлесточного соединения; в — сты­кового соединения со скосом двух кромок

і

а 0 6

Потолочные швы (рис. 42) требуют высокой квалифи­кации сварщика. Применяют электроды диаметром не бо­лее 5 мм при уменьшенном значении сварочного тока. Сле­дует применять тугоплавкое покрытие электрода, образу­ющее «чехойьчик», в котором удерживается расплавлен­ный металл электрода. Дуга должна быть как можно ко­роче для облегчения перехода капель металла электрода в кратер шва.

Рис. 42. Сварка потолочных швов

Выбор способа и порядка выполнения сварных швов за­висит главным образом от толщины металла и протяжен­ности шва. При сварке тонколистовой стали необходимо строгое соблюдение техники выполнения сварных швов. Особую опасность представляют сквозные прожоги и про­плавление металла.

Сталь толщиной 0,5—1,0 мм следует сваривать вна­хлестку с проплавлением через верхний лист или встык с укладкой между свариваемыми кромками стальной по­лосы. Во втором случае расплавление кромок должно про­исходить при косвенном воздействии дуги. Питание дуги осуществляется от преобразователей ПС-100—1 или аппа­рата переменного тока ТС-120, так как они отличаются по­вышенным напряжением холостого хода и относительно малыми значениями сварочного тока. Рекомендуются сле­дующие режимы сварки:

Толщина металла, мм 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5

Диаметр электрода, мм 1,0 1,8—2,0 2,0 2,5 3,0

Сварочный ток, А 10—20 25—35 40—50 50—70 60—90

Применяют электроды с покрытием марок МТ или ОМА-2. Сварку ведут на массивных теплоотводящих мед­ных подкладках. Такой способ теплоотвода предохраняет металл от сквозного прожога и способствует хорошему формированию шва. Тонколистовую сталь можно свари­вать с отбортовкой кромок. Сварку производят постоян­ным током неплавящимся электродом (угольным или гра­фитовым) диаметром 6—10 мм при значении сварочного гока 120—160 А.

Металл большой толщины сваривают в несколько про­ходов. Разделка кромок может быть заполнена слоями или валиками (рис. 43). При толщине металла 15—20 мм сварку выполняют секциями способом двойного слоя. Шов раз­бивают на участки длиной 250—300 мм и каждый участок заваривают двойным слоем. Наложение второго слоя про­изводят после удаления шлака по неостывшему первому : лою. При толщине металла 20—25 мм и более применя­ют сварку каскадом или сварку горкой. Каскадный способ заключается в следующем. Весь шов разбивают на участ­ки и сварку ведут непрерывно. Окончив сварку слоя на первом участке, продолжают выполнение следующего слоя второго участка по неостывшему предыдущему слою. Сварка горкой (рис. 43) является разновидностью сварки каскадом и обычно выполняется двумя сварщиками од­новременно. Сварка горкой ведется от середины шва к краям. Такие способы сварки обеспечивают более равно­мерное распределение температуры и значительное сни­жение сварочных деформаций.

3 * ±П±1

3 с

2 з

і г

Рис. 43. Схемы сварки: о — на проход; б — от середины к краям; в — обратноступенчатым способом; г — блоками; д — каскадом; е — горкой; А — направление заполнения разделки; /—5 — после­довательность сварки в каждом слое

Способы выполнения сварных швов по длине зави­сят от их протяженности. Условно принято различать ко­роткие швы длиной до 250 мм, средние швы длиной 250— 1000 мм и длинные швы протяженностью более 1000 мм. Ко­роткие швы выполняют сваркой на проход, швы средней длины сваривают либо от середины к краям, либо так на­зываемым обратноступенчатым способом. Этот способ за­ключается в том, что весь шов разбивают на участки и сварку участка производят в направлении, обратном общему на - правлению сварки шва. Конец каждого участка совпадает с началом предыдущего участка. Длина участка выбирается в пределах 100—300 мм в зависимости от толщины метал­ла и жесткости свариваемой конструкции. Длинные швы сваривают обратноступенчатым способом.

Сварка при низких температурах отличается следующи­ми основными особенностями. Стали изменяют свои ме­ханические свойства: понижается ударная вязкость и умень­шается угол загиба, ухудшаются пластические свойства и несколько повышается хрупкость, а отсюда появляется склонность к образованию трещин. Это особенно заметно у сталей, содержащих более 0,3% углерода, а также у леги­рованных сталей, склонных к закалке. Металл сварочной

ванны охлаждается значительно быстрее, а это приводит к повышенному содержанию газов и шлаковых включений и, как следствие, — к снижению механических свойств ме­талла шва. В связи с этим установлены следующие ограни­чения сварочных работ при низкой температуре. Сварка металла толщиной более 40 мм при температуре 0°С до­пускается только с подогревом. Подогрев необходим для сталей толщиной 30—40 мм при температуре ниже -10° С, для сталей толщиной 16—30 мм — при температуре ниже -20°С и для сталей толщиной менее 16 мм — при темпе­ратуре ниже -30°С.

Для подогрева металла применяют горелки, индукци­онные печи и другие нагревательные устройства. Сварку производят электродами типов Э42А, Э46А, Э50А, обеспе­чивающими высокую пластичность и вязкость металла шва. Значение тока — на 15—20% выше нормального.