М. Ильин - Кузовные работы: Рихтовка, сварка, покраска, антикоррозийная обработка
Для выполнения стыковой горизонтальной сварки прямых кромок электродами общего применения средней толщины выбор диаметра электрода может производиться по таблицам.
Для одного и того же диаметра электрода, в зависимости от расположения свариваемых деталей, сила тока может отличаться от указанных значений.
Диаметр электрода также зависит от расположения свариваемых деталей: при вертикальной сварке сверху вниз следует брать электрод того же диаметра, что и для горизонтальной сварки; при вертикальной сварке снизу вверх нужно уменьшить диаметр электрода на два диаметра стержня электрода; при потолочной сварке следует уменьшить диаметр электрода на несколько меньшую величину.
Приведем несколько примеров:
– стыковая горизонтальная сварка листов толщиной 3 мм – диаметр электрода 3,15 мм, сила тока 105 А;
– вертикальная сварка сверху вниз листов толщиной 3 мм – диаметр электрода 3,15 мм, сила тока 125 А;
– вертикальная сварка сверху вниз листов толщиной 3 мм – диаметр электрода 2,0 мм, сила тока 40–45 А;
– потолочная сварка листов толщиной 3 мм – диаметр электрода 2,5 мм, сила тока 60–65 А.
Точечная сварка выполняет ту же роль, что и применяемая для этой цели кислородно-ацетиленовая сварка или точечный прихват. В большинстве случаев следует применять большие значения силы тока, чем для шовной дуговой сварки, чтобы обеспечить хороший провар сварных точек с их меньшим превышением над уровнем свариваемой поверхности. Так как при точечной дуговой сварке нагрев более локальный, то металл в этом случае расширяется намного меньше, чем при кислородно-ацетиленовой сварке. Поэтому расстояние между сварными точками может быть больше.
Для зажигания дуги электрод подводится до касания к детали, а затем отводится. Контакт электрода с деталью может осуществляться либо легким ударом, либо трением о поверхность детали. При очень сильном ударе может произойти скалывание обмазки конца электрода, в результате электрод частично оголяется и при сварке переменным током прилипает к детали.
В процессе сварки электрод располагают следующим образом.
При горизонтальной стыковой сварке электрод удерживают в плоскости, перпендикулярной к поверхности листов, и наклоняют под углом 50–60° к оси сварного шва в направлении свариваемого участка шва. Чем ближе располагается электрод к вертикальному положению, тем более глубоким получается провар шва.
При угловой сварке внутренним швом электрод удерживают в плоскости, проходящей через биссектрису угла с наклоном под углом 50–80° в направлении свариваемого стыка. Если вертикальный свариваемый лист приводит к образованию желобчатого шва, то нужно располагать электрод под углом около 10° ниже плоскости, проходящей через биссектрису угла. Не следует выполнять шов широкими проходами. Более предпочтительно вести сварку автоматизированным ручным способом, который заключается в поддержании постоянного контакта конца обмазки электрода с вершиной угла между свариваемыми деталями. Стержень электрода расплавляется несколько быстрее, чем обмазка, что обеспечивает постоянство дуги. Направление движения электрода обеспечивается перемещением электрода с упором в угол, образованный соединяемыми деталями.
При вертикальной сварке сверху вниз электрод удерживается в плоскости, проходящей через ось сварного шва с наклоном под углом 0–50° по отношению к горизонтали. Если шлак располагается перед расплавом металла, то его сбрасывают короткими толчками электрода вниз. Для этого способа сварки необходимо применять соответствующие электроды.
При вертикальной сварке снизу вверх электрод удерживают в плоскости, проходящей через ось сварного шва под углом 10–30° к горизонтали.
Различают следующие виды проходов:
– узкие проходы, выполняемые без поперечных перемещений, практикуются для сварки тонких листов и листов средней толщины. Получается узкий сварной шов и минимальные деформации, называемые расширением и усадкой свариваемого металла;
– широкие проходы, выполняемые с поперечным смещением, применяют для сварки толстых листов и профилей. Происходит более интенсивный нагрев, что приводит к большим деформациям.
Если необходимо выполнить усиленный сварной шов, то его сваривают последовательными проходами. После каждого прохода следует полностью удалить шлак.
В процессе сварки сварщик должен отчетливо видеть расплав металла. Если шлак закрывает расплав, попадает под электрод или опережает его, то необходимо остановить сварку, обколоть шлак с конечного участка, увеличить силу тока, а затем возобновить сварку. После каждого прохода следует удалять шлак с конечного участка шва, чтобы начать следующий проход, отступив несколько миллиметров назад. Сварной шов нельзя заканчивать вогнутостью. Чтобы его заполнить, необходимо быстро и многократно возобновлять дугу движениями, параллельными плоскости детали.
Как и при кислородно-ацетиленовой сварке, при дуговой сварке могут быть непровар шва, налипание и т. д.
Типичным дефектом дуговой сварки является включение шлака. Этот дефект возникает при сварке окисленных листов, при очень слабом сварочном токе, из-за неправильного распределения проходов либо недостаточного удаления шлака после каждого прохода.
Отсутствие провара может произойти в результате плохой подготовки свариваемых кромок, которые недостаточно разделаны, либо малого зазора в их стыке. Непровар может произойти также при сварке электродом слишком большого диаметра, из-за чего приходится значительно уменьшать силу тока, чтобы не прожечь металл насквозь. В этом случае следует взять электрод меньшего диаметра.
Бороздки вдоль сварного шва образуются при повышенной величине сварочного тока или вследствие неправильного расположения электрода.
Для защиты сварщика от воздействия вредных излучений служит щиток, снабженный специальным стеклом, задерживающим инфракрасные, ультрафиолетовые лучи и предохраняющим от видимого излучения. Рукавицы из брезента или ткани, пропитанной специальным составом, предохраняют от вылета расплавленного металла.
При сварке необходимо обеспечить вентиляцию воздуха или улавливание образующегося дыма.
Защита от поражения электрическим током обеспечивается заземлением сварочного агрегата, включением между агрегатом и питающей электрической сетью аппаратуры защиты, поддержанием в хорошем состоянии питающих кабелей.
Сварка в защитном газе
Если металл нагреть до температуры, обеспечивающей его сварку, то поверхность металла начинает взаимодействовать с кислородом воздуха, образуя окисную пленку. Окисная пленка может противостоять соединению свариваемых деталей, что происходит, например, при сварке алюминия, окись которого имеет температуру плавления, намного превышающую температуру плавления алюминия (2000 °C против 650 °C), изолирует расплавленный металл и противодействует соединению.
Опять же, если производится сварка других металлов, то из-за окисной пленки качество сварки получается плохое, так как металл частично выгорает.
Пагубное влияние на сварку оказывает и азот воздуха. Поэтому для предотвращения окисления в процессе сварки предусматривают разные меры. Например, при пайке оловянным припоем применяют флюс, при кислородно-ацетиленовой сварке стали расплав защищают от окисления средой восстановительных газов. Однако при твердой пайке этот способ является недостаточным, следует применять порошкообразный или газообразный флюсы. То же следует применять при кислородно-ацетиленовой сварке алюминия, легких сплавов, меди, чугуна, коррозионно-стойких сталей.
При дуговой сварке электродами с обмазкой обмазка расплавляется, превращается в защитные пары и защитный шлак. При дуговой сварке под слоем токопроводящего флюса, применяемой в котельном деле, электродную проволоку погружают в порошкообразный флюс, предварительно нанесенный на линию сварки, пары которого изолируют электрическую дугу и расплав металла.
Сварка в среде защитного газа известна давно. Электрическая дуга возникает между вольфрамовым электродом и свариваемой деталью. Через сопло, установленное концентрично относительно электрода, на металл в расплавленном состоянии или в процессе затвердевания подается нейтральный газ – аргон (или гелий), который защищает зону, где производится сварка.
Электрод при сварке не расправляется. Инструмент, несущий электрод и сопло, называют сварочной горелкой. Процесс работы газовой горелки сокращенно обозначают ТИГ (вольфрам – инертный газ), так как работает она на газе и электрическом токе. Это в некотором роде электрическая горелка. Технология дуговой сварки немного схожа с кислородно-ацетиленовой сваркой с присадочным металлом или без него. Процесс ручной дуговой сварки в среде защитного газа применяется для сварки коррозионно-стойких сталей, меди, алюминия и легких сплавов.
