Cварочная дуга: разбор 5 главных проблем в вопросе сварки

Рассказываю, что такое длина сварочной дуги и самые главные проблемы «новичков»: понятие длины сварочной дуги, ее возникновения, температуры и воздействия на шовную поверхность + рекомендации по решению самых главных проблем «новичков» в отношении сварки плавящимся электродом + 5 советов в отношении контроля электрической дуги.

rasskazyvaiu-chto-takoe-dlina-svarochnoi-dugi-i-samye-glavnye-problemy-novichkov

С первого взгляда сварочный процесс кажется занятием простым, но, если человек хочет освоить по-настоящему качественную сварку, нужно куда глубже изучить вопрос.

В сегодняшней статье я расскажу, что такое длина сварочной дуги и освещу самые главные проблемы «новичков», занимающихся различными технологиями ручной сварки на дому и производстве.

Общая информация по сварочной дуге


С научной точки зрения, сварочная дуга характеризуется 2 свойствами – выделение огромного количества теплоты и мощное лучеиспускание. Первое я отношу к положительной стороне, а второе, — к отрицательной.

В качестве проводников электрического разряда обычно используются материалы с электромагнитными свойствами. На собственном опыте убедился, что лучше всего себя проявляют графитные стрежни круглого сечения, которые в научной литературе иногда именуют дуговыми фонарями.

1) Возникновение, температура и воздействие

Дабы понимать, как осуществляется процесс сварки, всегда советую изучать теоретическую базу физических явлений. При образовании вольтовой дуги во всей красе проявляет себя закон Джоуля.

Алгоритм возникновения электрической дуги:

  1. Соприкосновение электродов.
  2. Выделение громадного количеств тепла в месте стыка.
  3. Концы проводников раскаляются.
  4. Разъединение электродов.
  5. Выделение катодом электронов.
  6. Электроны пронизывают поток воздуха между электродами, производя расщепление молекул на «+» и «-».
  7. Возникновение электрической дуги.
  8. Стабилизационный процесс за счет роста числа заряженных частиц.
  9. Образование с варочной ванны.

Как показывает практика, наибольшее распространение для возникновения разрядов приобрели металлические стержни с покрытием и непосредственно деталь, которую сварщик планирует обрабатывать.

Важно: напряжение дуги между металлическими электродами от 17 до 23 В, а если речь об угольных, среднее значение напряжения варьируется уже с 40 до 60 В.

Тестируя профитность угольных и металлических электродов, легко заметить, что электрическое сопротивление во втором случае значительно ниже, нежели при использовании угольных материалов. Данное явление обуславливается наличием металлических паров.

napriazhenie-dugi-mezhdu-metallicheskimi-elektrodami

Для лучшего понимания принципов выделения теплоты, я решил добавить небольшую схему из справочной литературы выше. По рисунку заметно, что температурный режим на различных областях электродов отличается друг от друга. Здесь прослеживается зависимость между количеством выделяемого тепла и уровня нагрева. Так на «+» выдается 40%, на «-» 35%, а остальные 25% тепла приходится на непосредственно саму дугу. Чтобы компенсировать температурную разницу, приходится брать угольные проводники разной толщины. На положительной стороне – больше диаметр, а на отрицательной – меньше.

Обзор технологии сварки под флюсом

2) Рассказываю, что такое длина сварочной дуги


После касания электродом изделия и возникновения электрической дуги, она тотчас отводится на определенное расстояние от детали, тем самым образуя параметр длины. Конец прутка начинает плавиться, передавая капли жидкого металла на свариваемый шов. Среднее число капель за секунду времени колеблется от 15 до 35 штук, что для глаза данный процесс делает похожим на лазерное излучение.

dlina-dugi

Длиной дуги называется фактическое расстояния от торцовой части электрода до основы кратера сварного шва. Между диаметром прутка и длиной электрической дуги имеется прямая зависимость.

Выразить ее можно через формулу:

L (дуги) = 1/2*d — 1.2*d, где

L – длина дуги;

d – значение диаметра электродного прутка.

Чтобы легче было освоить просчет потенциальной дуги на различных электродах, я приведу небольшой пример.

Пример подсчёта: пусть у нас имеется на руках пруток с диаметром в 5 мм. Для расчета минимума и максимума электрической дуги значение подставим в формулу выше – 0.5*5=2.5 мм и 1.2*0.5=6 мм. Таким образом получим значения от 2.5 мм до 6 мм по возможной длине сварочной дуги.

Выделяют 3 типа сварочной дуги по толщине, но скажу честно, что в 95% случаев сварщики пользуются исключительно короткой. Средняя и длинная применяется в исключительных ситуациях. Детальнее о каждом типе я рассказал в таблице ниже.


ТипВидОписание
Короткаяkorotkaia-svarochnaia-dugaОптимальный вариант, за счет которого сварщик может достигнуть эталонного по качеству сварного шва. Короткую дугу отличают не только по виду, но и на слух – будет слышно сухое потрескивание, схожее с разогревом масла на сковороде.
Средняяsredniaia-svarochnaia-dugaУсреднённое значение проще всего поддерживать новичкам сварки. Результатом станет шов среднего качества. Если человек только начал пользоваться сварочным аппаратом, начинать практику стоит именно со средней длины электрической дуги.
Длиннаяdlinnaia-svarochnaia-dugaВ результате работы на большом расстоянии от поверхности шва, его качество будет ниже среднего. Негативные проявления – окисление металла и формирование неровной поверхности накапливаемого металла с электрода. Горит неустойчиво с характерным шипением.

Ключевой недостаток длинной дуги – разбрызгивание капель электрода по области шва из-за недостаточного прогрева области. По внешним проявлениям даже малоопытный сварщик сможет сказать, где использовалась короткая, а где длинная электрическая дуга.

nedostatok-dlinnoi-dugi

Сделанная мной фотография выше четко дает понять, где какой тип дуги применялся. Как говориться, качество на лицо. Даже при хорошем умении наложения, разница между верхними и нижними швами кардинальная, и заметна даже невооруженным глазом.

Самые главные проблемы новичков в сварочных процессах


Моментов, которые могут вызвать у новичка ступор, очень много, но я не буду сильно распыляться и остановлюсь только на базовых – наклон электрода, зажигание дуги, окончание шва, длина дуги и движение электрода при сварке.

1) Как правильно разжигать дугу?

razzhiganie-dugi

Сварочные работы начинаются с розжига электрической дуги. Сделать это сможет каждый за пару попыток, потому много трепаться по данному вопросу незачем. Действие производится в 2 этапа – замыкание конца электрода на детали и отрыв прутка на расстояние в его диаметр. Первая часть нужна для набора нужной температуры на катодном пятне, а вторая обеспечивает выход первичных электронов.

Есть два способа зажигания:

  • скольжение. Нагрев происходит в точке замыкания;
  • чирканье. Нагрев в нескольких точка.

Какой лучше? Тут дело ситуации. К примеру, в узких местах мне легче разжигать дугу скольжением, а при свободном пространстве заходит и чирканье. Тут уж выбирайте на собственное усмотрение.

2) Какой нужен наклон электрода?


naklon-elektroda

Данный вопрос решается через комбинирование 2 процессов – изучение технической литературы и практическая наработка. Опытный сварщик обычно в режиме реального времени варьирует угол наклона и направление движения электрода.

Характеристики и маркировки рутиловых электродов

Что влияет на положение электрода по отношению ко шву:

  • пространственное положение;
  • толщина металла;
  • диаметр прутка;
  • вид покрытия;
  • толщина покрытия электрода.

На рисунке выше можно отметить для себя возможные комбинации направления и угла наклона. В практическом аспекте, электрод обычно клонят к оси шва таким образом, чтобы металлическая поверхность изделия могла проплавиться на максимальную глубину. Благодаря сохранению оси дуги электрода, сварщик может добиться максимальной проплавки + снизить скорость остывания металла в сварочной ванне. Подобный ход снизит на 70%-90% риск возникновения в шве горячих трещин.

3) Как двигать электрод при сварке?


dvizhenie-elektroda-pri-svarke

Помимо правильного положения самого электрода, сварщик также обязан следить и за его поступательным движением, точнее за его геометрией. Скачу честно, что в данном плане я особо не запариваюсь, и работаю по 1-2 схемам, которым меня обучили аксакалы сварки, но если придираться к технологии, то здесь вариативность по выбору куда выше.

Тип поперечного движенияПрименение
ЛоманаяИспользуется для получения наплавных валиков, а также в процессе сваривания металлических листов стык в стык без использования скоса кромки.
ПолумесяцИспользуется при работе со стыковыми швами, имеющими скос по кромке, а также для швов углового типа с катетом не более 0.5 см. Положение электрода разницы не имеет, а допустимый диаметр до 0.4 см.
ТреугольникПрименяется на угловых швах с катетом от 0.6 см + на стыковых со скосами кромки. Пространственное положение не имеет значения.
ПетляМетодика используется в случаях, когда вдоль кромки нужен значительный прогрев шва. Чаще всего используется на легированных типах стали.

Если обобщить все возможные движения, то можно выделить 2 категории – швы, требующие прогрева кромки и классические без предварительного нагрева. Если хотите быть специалистом в сварке, рекомендую изучить хотя бы 6 базовых типов движений. Профи с 20+ годами стажа могут похвастаться даже собственными методиками нанесения шва, а потому, вам есть куда стремиться.

4) Как правильно заканчивать шов?


okonchanie-svarki

Кратер при обрыве дуги – типичная ошибка новичка. Из-за фосфора и серы кратер может дать ход трещинам, что сильно скажется на итоговом результате проделанной работы. Сваривая металлы с низким содержанием углерода, я обычно кратер заполняю электродом или вывожу в сторону.

Важно: при работе со сталью, которая имеет склонность к образованию микроструктур, метод вывода кратера за шов не подойдёт, ибо есть шанс вызвать трещины вдоль цельного листа материала.

Заваривать кратер в несколько присестов с поджогом дуги также не рекомендую – оксидные загрязнения испортят вид шва. Оптимальный вариант – заполнение кратера и медленное удлинение дуги до ее обрыва.

Зависимость между длиной дуги и формированием сварочного шва:

5) Как контролировать длину дуги?

kontrol-dliny-dugi

Я уже оговаривал выше момент, что лучше всего придерживаться короткой длины дуги, но сделать этого без наработки опыта практически нереально. Из-за постоянного сокращения длины электрода в процессе плавки (если речь о плавящихся прутках), человеку приходится постоянно корректировать расстояние между крайними точками сварки, а это на глаз сделать крайне сложно.

Советы по работе со сварочной дугой:

  • опирайтесь не только на зрение, но и слух. Короткая дуга выдает характерное потрескивание;
  • при использовании электродов с тонким покрытием, можно наткнутся на прилипание прутка ко шву из-за несоблюдения дистанции. Советую новичкам работать с такими прутками на средней дистанции;
  • длинная дуга при вертикальной сварке может быть не опасна для здоровья сварщика, из-за сильного разбрызгивания металла. Не забывайте о спецодежде;
  • важно прослеживать ширину валика, ибо данное значение напрямую зависит от длины электрической дуги;
  • в горизонтальных положениях приемлемо использовать дугу средней длины.

Первый полгода у меня с трудом получалось поддерживать дугу одной длины, из-за чего швы получались весьма посредственные. Стабильные результаты начали проявляться только спустя 8 месяцев практики, потому если у вас с первой попытки что-то не получится – не переживайте.

Ну что же. Думаю, представленной выше информации на сегодня достаточно. Сегодня вы узнали не только что такое длина сварочной дуги, но и получили ответы на самые главные проблемы «новичков». При наличии вопросов, задавайте их в комментариях. Буду рад помочь. Удачи и не болеть!

Рейтинг автора
Автор статьи
Олег Селизнев
Инженер-технолог в области металлургии и металлообработки
Написано статей
37
Поиск записей с помощью фильтра:
Вид обработки
Вид проката
Вид материала
Adblock
detector