3.3 Ручне електродугове зварювання

Процес РДЗ передбачає застосування штучних електродів, при цьому їх подачу і переміщення дуги уздовж зварюваних кромок здійснюють уручну. При ручній зварці сталей переважне застосування мають плавкі металеві електроди з покриттям. Пост для ручного дугового зварювання має вигляд (рис. 3.6).

Рисунок 3.3 – Пост для РДЗ

При розробці технології ручної зварки вибирають вид підготовки кромок, тип шва, рід струму, тип електродів, силу струму і швидкість зварки, послідовність накладення швів.

Тип електродів вибирають, виходячи з необхідності набуття механічних властивостей металу шва, рівних властивостям основного металу. Вибраний електрод повинен створити необхідний провар внутрішніх кромок виробу, забезпечуючи утримання металу від стікання у всіх просторових положеннях у поєднанні з плавним контурами зовнішньої поверхні валу шва. Діаметр електроду вибирають залежно від товщини металу при зварці швів стикових з'єднань і від катета шва при зварці кутових і таврових з'єднань.

При ручній зварці основний об'єм робіт виконують електродами діаметром 3,25—5 мм при струмі 90—230 А. Ручною зваркою можна виконувати шви різного вигляду, призначення і у всіх просторових положеннях. При дуговій зварці штучними електродами метал шва формується в основному за рахунок електродного металу, чим визначається продуктивність процесу. Для того щоб носити з собою електроди зварники використовують пенали для електродів

Горіння електричної дуги і формування шва при РДЗ. Збудження (запалення) електричної дуги здійснюють короткочасним замиканням зварювального ланцюга, для чого зварювач торкається до зварюваного металу кінцем електроду і швидко відводить його на відстань 2— 4 мм. При цьому виникає електрична дуга, стійке горіння якої підтримують поступальною ходою електроду (уздовж осі стику) у міру його плавлення. В процесі зварки електрод переміщають: у напрямку до виробу у міру плавлення; уздовж з'єднання; упоперек з'єднання для додання шву необхідної форми і перетину.

При зварці підтримують стійке горіння дуги, забезпечуючи постійну її довжину, що в значній мірі визначає якість зварного з'єднання. Дуга повинна бути короткою, оскільки при цьому електрод плавиться рівномірно з невеликим розбризкуванням, що забезпечує отримання беспористого металу і якнайкраще проплавлення зварюваних кромок. Нормальна довжина дуги відповідає величині 0,5 діаметру електроду.

При великій довжині дуги підвищується окислення електродного металу, збільшується розбризкування, знижується глибина проплавлення основного металу, шов виходить із значним включенням азоту в наплавленому металі.

При плавленні електроду на його торці утворюється крапля рідкого металу, яка піддається активній дії повітряного середовища. Характер перенесення електродного металу через дуговий проміжок робить значний вплив на кінетику процесів взаємодії розплавленого металу з шлаком і газами. Процес перенесення характеризують масою краплі і часом переходу окремих крапель з кінця електроду у ванну або частотою перенесення. Це процес в значній мірі залежить від сил, що діють на краплю: сили тяжіння, сили поверхневого натягнення, електромагнітної сили, електростатичної сили, сили тиску плазми, аеродинамічної сили. При зварці покритими електродами перенесення металу змінюється від мелко- до крупнокапельного. На тип перенесення впливає склад і товщина покриття, режим зварки, рід і полярність струму. Для електродів з рудний-кислим і рутилом покриттями характерне мелкокапельный перенесення і зміна напруги на дузі практично не робить впливу на характер перенесення. Електроди з целюлозним покриттям також мають мелкокапельне перенесення. При зварці електродами з основним покриттям спостерігається крупнокапельне перенесення металу. При малій напрузі перенесення металу проходить при коротких замиканнях дугового простору. При зварці штучними електродами, як і при інших методах зварки плавленням, розплавлені основний і присадний метали, з'єднуючись, утворюють загальну ванну, в якій постійно відбуваються рух і перемішування рідкого металу. Оплавлені ділянки основного металу і шва, що раніше утворився, є межами ванни. В процесі зварки ванна переміщається по стику і в її головній частині горить дуга, витісняючи рідкий метал тиском з-під дуги в хвостову частину ванни, де відбувається охолоджування і кристалізація. Первинна кристалізація розплавленого металу починається від частково оплавлених зерен основного металу або від стовбчастих кристаллітів попереднього шару. Зростання кристалітів відбувається нормально до поверхні розділу основного металу і розплавленого металу ванни. Ділянку основного металу, що примикає до шва і піддається термічній дії дуги, називають зоною термічного впливу.

При ручній дуговій зварці техніка виконання швів обумовлена процесом краплинного перенесення в дузі розплавленого електродного металу (рис. 3.3.2). Ширина валу шва не перевищує 0,8—1,5 діаметру електроду, якщо переміщення кінця електроду уздовж стику проводиться без поперечних коливань. Для отримання валика необхідної ширини і якнайкращого прогрівання зварюваних кромок виконують складні рухи електродом .

Рисунок 3.3.2 - Лінії переміщення електрода при ручній зварці

При зварці у вертикальному і стельовому положеннях струм зменшують на 15—20 % в порівнянні із струмом при зварці в нижньому положенні .

Зварні з'єднання дозволяється залишати незавершеними після закінчення робочого дня або зупинки робіт за умови, що число виконаних шарів шва відповідає нормативам. Якщо умови нездійснимі, то стик повинен бути видалений і заварений знов.

Для зварювання вуглецевих і низьколегованих конструкційних сталей загального призначення най­більш широко використовують електроди наступних марок: ОМА-2(342), ОЗС-23(342), УОНИ-13/45(342А), ОЗС-3(346), ОЗС-4(346), ОЗС-4И(346), МР-ЗМ(346), ОЗС-6(346), ОЗС-12(346), ОЗС-12И(346), УОНИ-13/55(350А), УОНИ-13/55Т(350А), УОНИ-13/55Г(350А), ОЗС-28(350А), ОЗС-33(350А), УОНИ-13/65(360).

Під час проходження мною виробничої практики на БуТЕС у цеху централізованого ремонту основну мою увагу привернув процес заміни качачів у великих і малих вихідних пакетах із Ст 20 діаметром 38 мм за допомогою підвісного зварюваного апарата А-1416. Сам процес наплавлення проводиться за допомогою електродів марки ЦУ - 5 діаметром 2.5 мм.

3.4. Інструменти та захисні пристосування зварювальника.

Основним робочим інструментом зварювальника|зварювальника| є|з'являється,являється| електродотримач|. Схеми деяких тримачів|тримачів| показані на рисунку 3.2.1.

а — вилочний; б — щипцевий;

в — заводу «Електрик»; г — з|із| пружинним кільцем

Рисунок 3.4. – Електродотримачі

Для зачистки труб перед зварюванням|зварюванням| і для очищення швів від шлаку зварювальник|зварювальник| повинен мати переносну машинку, оснащену наждачним кругом|колом| або дротяною щіткою, а також легкий пневматичний відбійний молоток із|із| зубилом.

Для зберігання електродів при зварюванні|зварюванні| застосовують брезентові сумки завдовжки 300 мм, що підвішуються до поясу зварювача|зварювальника|, або стакани|склянки| діаметром 50—75 мм і заввишки 300 мм.

Для захисту обличчя|обличчя,лиця| і очей зварювача|зварювальника| від випромінювання зварювальної дуги і бризок металу необхідно користуватися щитками і масками, виготовленими по ГОСТ 1361—69. Вибір марки світлофільтру визначається максимальним зварювальним струмом|током|: при струмі|току| до 100 А — ЭС-100|, до 300 А — ЭС-300| і до 500 А -ЭС-500.

Покривні| (прозорі) стекла призначені для захисту світлофільтрів від бризок металу. Їх міняють|змінюють,замінюють| у міру забруднення.