Ручная дуговая сварка
Дуговая сварка выполняется нсплавящимся и плавящимся металл ическими электродами.
В первом случае дуга возбуждается между основным металлом и вольфрамовым (реже — угольным) электродом. Для заполнения разделки кромок обычно применяется присадочный материал в виде металлического стержня, подаваемого сварщиком в дугу.
При электрической дуговой ручной сварке металлическим электродом (рис. 23.10) дуга горит между основным металлом и электродом, служащим присадочным металлом. В качестве электрода применяется стержень из проволоки, близкой по химическому составу к свариваемому материалу.
На электроды наносят специальные покрытия. Их назначение:
1) создавать шлаковую и газовую защиту расплавленного металла сварочной ванны. Шлак защищает и капли металла в процессе перехода их с электрода в шов, обволакивая их;
Рис. 23.10. Схема дуговой электрической сварки металлическим электродом:
- 1 — затвердевший шлак; 2 — слой расплавленного шлака; 3 — сварочная ванна;
- 4 — дуга; 5 — электродное покрытие; 6 — металлический стержень
- 2) раскислять наплавленный металл с помощью добавок в покрытие таких элементов, как Mn, Si, Ti, Al в виде ферросплавов или чистых элементов;
- 3) легировать наплавленный металл, что позволяет изменять его химический состав, а также расширяет возможность получения требуемых свойств наплавленного металла;
- 4) улучшать стабильность горения дуги посредством включения в покрытие элементов с малым потенциалом ионизации.
Ручная дуговая сварка применяется главным образом в изделиях, имеющих короткие и прерывистые швы, швы сложной конфигурации, т.е. там, где трудно или невыгодно применять автоматические методы сварки. Положительной стороной ручной сварки является возможность производить сварку в любом пространственном положении, что особенно важно для сварки в монтажных условиях.
К недостаткам ручной дуговой сварки относятся трудности сварки тонкого материала (менее 1—2 мм), длительный срок обучения сварщика высокой квалификации (1,0—1,5 года), большая зависимость качества сварки от индивидуальных особенностей сварщика, малая производительность.
Ручной дуговой сваркой можно сваривать стали, чугун, медь и медные сплавы. Естественно, что для каждого металла и его сплавов необходимо применять соответствующие электродные проволоки и покрытия. Типы соединений для ручной дуговой сварки приведены на рис. 23.11.
Соединение стыковое без разделки кромок (рис. 23.11, а) рекомендуется при толщине металла не более 3 мм. Наличие зазора обеспечивает полное проплавление. Зазор а при 5 = 1 +2 мм должен быть равен 0—1 мм, а при 5 = 3 мм — 0—1,5 мм.
Рис. 23.11. Рекомендуемые тины соединений для ручной дуговой сварки
Соединения стыковые с V-образной разделкой кромок (рис. 23.11, 6) рекомендуются для толщины 3—21 мм. Если толщина больше (до 30 мм) или необходимо уменьшить угловые деформации и площадь сечения шва, то применяют стыковое соединение с Х-образной разделкой кромок (рис. 23.11, в).
При этом необходимо иметь в виду, что сварка такого соединения требует доступа к нему с двух сторон.
Из угловых соединений (рис. 23.11, г — ё) соединение типа г рекомендуется для толщины не более 8 мм, соединение типа д — для толщины не более 26 мм. Для большей толщины рекомендуется соединение типа е.
Тавровое соединение указанного вида (рис. 23.11, ж) рекомендуется для толщины не более 5—6 мм. В случае большей толщины на вертикальной стенке снимаются двусторонние фаски (рис. 23.11, з).
Соединение нахлесточное (рис. 23.11, и) применяется при S = = 2-^6 мм. Зазор а допускается от 0 до 4 мм. В отличие от стыкового соединения нахлесточное облегчает сборку сварных узлов, однако из-за несоосности соединяемых деталей при работе в таких соединениях возникает изгибающий момент, снижающий прочность соединения, особенно из высокопрочных материалов. Нахлесточное соединение нерационально с точки зрения как уменьшения расхода металла, так и снижения массы конструкции. При применении нахлесточного соединения, так же как таврового и углового, имеющих повышенную жесткость, больше вероятность образования трещин при сварке.
