Главная → Статьи

Режим сварки и форма сварного шва

Режим сварки. Совокупность факторов, определяющих условия протекания процесса сварки, называется ее режимом. К основным факторам режима сварки относятся: сила тока, его род и полярность, напряжение на дуге, диаметр электрода, скорость сварки и величина поперечного перемещения электрода. Дополнительные факторы включают: положение электрода и шва в пространстве, вылет электрода, состав и толщину электродного покрытия, начальную температуру основного металла.

Форма и размеры шва в значительной мере определяют качество сварного соединения. Они характеризуются глубиной провара h, шириной шва Ь, коэффициентами формы провара ty—h/h и формы усиления Ь\у, толщинами усиления у и шва Н (рис. 41). При двухсторонней сварке вводится также понятие «перекрытие провара», определяющее величину провара основным Швом подварочного. При ручной сварке независимо от толщины свариваемого металла перекрытие провара Должно быть не менее 1,5—2 мм.

Влияние режима сварки на форму шва. Глубина провара и форма шва практически зависят от всех факторов режима сварки. С ростом сварочного тока глубина провара увеличивается, а с понижением тока — уменьшается. За счет изменения тока в большинстве случаев меняют в желаемом направлении глубину провара основного металла. На ширину шва изменение тока практического влияния не оказывает. При сварке на постоянном токе обратной полярности глубина провара на 40—50% больше, чем при сварке на прямой полярности для электродов рутилового и основного типов; для электродов целлюлозного типа глубина провара больше на прямой полярности.

Переменный ток позволяет уменьшить на 15—20% глубину провара по сравнению с постоянным током обратной полярности. Постоянный ток прямой полярности дает возможность получить шов меньшей ширины, чем постоянный ток обратной полярности и переменный ток. Уменьшение диаметра электрода приводит к увеличению глубины провара, особенно при сварке на небольших токах. С повышением сварочного тока становится меньше влияние увеличения диаметра электрода. Ширина шва тем больше, чем больше диаметр электрода.

Повышение напряжения на дуге ведет к увеличению ширины шва. На практике этой зависимостью можно пользоваться только при механизированных способах сварки, так как при ручной сварке напряжение на дуге изменяется незначительно.

Влияние скорости сварки на глубину провара носит сложный характер. При малых скоростях сварки (1 — 1,5 м/ч) глубина провара минимальная. Повышение скорости сварки до некоторого значения приводит к увеличению глубины провара. Дальнейшее возрастание скорости приводит к уменьшению глубины провара. В пределах наиболее часто применяемых режимов сварки глубина провара изменяется незначительно с изменением скорости сварки.

Между скоростью сварки и шириной шва —обратная зависимость: с увеличением скорости уменьшается ширина шва.

Поперечные колебания конца электрода позволяют эффективно влиять на ширину шва и глубину провара. С увеличением амплитуды колебания конца электрода ширина шва растет, а глубина провара уменьшается. Это широко используется при ручной сварке.

Увеличение вылета электрода приводит к уменьшению глубины провара, так как электрод быстрее плавится, что требует снижения тока.

Рис. 42. Положение электрода в пространстве по отношению к направлению сварки
а — вертикальное; б — наклон вдоль шва углом вперед; в — наклон вдоль шва углом назад

Подогрев основного металла от 100 до 400°С увеличивает глубину провара и ширину шва. В интервале от —60 до +80°С изменение температуры не оказывает практического влияния на глубину провара и ширину шва.

При сварке применяют одно из трех положений электрода в пространстве: вертикальное, наклон вдоль шва углом вперед и назад (рис. 42). Способ сварки углом вперед позволяет уменьшить глубину провара и увеличить ширину шва по сравнению со сваркой вертикальным электродом, в связи с понижением давления столба дуги. Сварку углом назад используют для увеличения глубины провара и уменьшения ширины шва. В этом случае в отличие от сварки вертикальным электродом наблюдается более интенсивное вытеснение расплавленного металла из-под основания столба дуги.

Наклон изделия также оказывает влияние на формирование шва. При сварке сверху вниз или на спуск уменьшается глубина провара из-за увеличения слоя расплавленного металла под столбом дуги и становится больше ширина шва в связи с блужданием дуги по поверхности сварочной ванны. При сварке снизу вверх или на подъем глубина провара несколько возрастает (толщина расплавленного металла под столбом дуги понижается) и за счет уменьшения блуждания дуги сокращается ширина шва. Характерное для сварки в нижнем положении формирование шва достигается при угле наклона сварного шва не более 8—10° (0,14— 0Л7 рад).

При дуговой сварке и наплавке коэффициент формы шва может меняться в пределах 0,8—20. Изменения всех факторов режима, вызывающие уменьшение ширины шва и увеличение глубины провара, понижают коэффициент формы и наоборот.

Рис. 41. Размеры стыковых и угловых швов

Выбор режима сварки и зажигание дуги. Одним из основных факторов, определяющих режим сварки, является сварочный ток, который обусловливается диаметром электрода. Диаметр же электрода подбирают в зависимости от толщины свариваемого металла. При выборе диаметра электрода для сварки стыковых швов можно пользоваться рекомендациями, приведенными ниже.

Для сварки первого слоя многослойного шва следует применять электроды диаметром не более 2—3 мм, для вертикальных и потолочных швов — не более 4 мм. Электроды диаметром 5 мм целесообразно использовать только для сварки верхних слоев швов в нижнем положении. Несмотря на большую производительность, электроды диаметром 6 мм применять не рекомендуется, так как сварное соединение получается худшего качества, чем при сварке электродами меньших диаметров.

Сварочный ток выбирается в зависимости от марки и диаметра электрода.

Для сварки вертикальных и потолочных швов ток берут меньше на 10—25%. Завышенный и заниженный ток обычно приводит к непровару. В первом случае электрод очень быстро расплавляется и расплавленный металл падает на еще не прогретый основной, а во втором случае сварочный ток бывает недостаточным для провара основного металла на необходимую глубину.

Рис. 43. Схемы основных движений торца электрода

Дуга зажигается после замыкания сварочной цепи электродом в момент отвода его от свариваемого изделия. Возбудить дугу можно одним из двух наиболее распространенных способов. При первом способе после соприкасания торца электрода с изделием электрод медленно отводится от изделия до момента образования дуги. При втором способе дуга возбуждается после скользящего прикасания торца электрода к изделию — возбуждение дуги способом «спички». Дуга возбуждается, когда торец электрода удаляется от изделия на 2—5 мм.

Для поддержания горения сварочной дуги и получения шва сварщик в процессе работы должен совмещать три движения электрода: непрерывное равномерное вниз по мере расплавления электрода, в направлении сварки и колебательные поперек шва. При нормальной скорости сварки (передвижение электрода вдоль шва) должен образовываться сварной шов шириной около l,5d, с хорошим проваром и плавным переходом наплавленного металла к поверхности свариваемого изделия. Обычно поперечные колебания электрода совмещаются с его передвижением вдоль свариваемых кромок. На рис. 43 представлены схемы основных движений торца электрода.

Ваш отзыв