Smaw сварка что это

СОДЕРЖАНИЕ

Разработка

Приблизительно в 1900 году Артур Перси Штроменгер и Оскар Кьельберг выпустили первые электроды с покрытием. Штроменгер использовал глину и известковую обмазку для стабилизации дуги, а Кьельберг окунул железную проволоку в смеси карбонатов и силикатов, чтобы покрыть электрод. В 1912 году компания Strohmenger выпустила электрод с сильным покрытием, но высокая стоимость и сложные методы производства не позволили этим первым электродам получить популярность. В 1927 году разработка процесса экструзии снизила стоимость нанесения покрытий на электроды, в то же время позволив производителям производить более сложные смеси для покрытий, предназначенные для конкретных применений. В 1950-х годах производители использовали железный порошок во флюсовом покрытии, что позволило увеличить скорость сварки.

Операция

Фактически используемый способ сварки зависит от электрода, состава детали и положения свариваемого соединения. Выбор электрода и положения сварки также определяет скорость сварки. Плоские сварные швы требуют минимум навыков оператора и могут выполняться с помощью электродов, которые плавятся быстро, но медленно затвердевают. Это позволяет повысить скорость сварки.

Сварка под наклоном, вертикальная или перевернутая сварка требует большего мастерства оператора и часто требует использования электрода, который быстро затвердевает, чтобы предотвратить вытекание расплавленного металла из сварочной ванны. Однако обычно это означает, что электрод плавится медленнее, что увеличивает время, необходимое для наложения сварного шва.

Качественный

Наиболее распространенные проблемы качества, связанные с SMAW, включают разбрызгивание сварочного шва, пористость, плохое сплавление, неглубокое проплавление и растрескивание.

Неглубокое проплавление, еще одно нарушение прочности сварного шва, можно устранить, уменьшив скорость сварки, увеличив ток или используя электрод меньшего размера. Любой из этих дефектов, связанных с прочностью сварного шва, может сделать сварной шов склонным к растрескиванию, но также могут быть задействованы и другие факторы. Высокое содержание углерода, сплава или серы в основном материале может привести к растрескиванию, особенно если не используются электроды с низким содержанием водорода и предварительный нагрев. Кроме того, не следует чрезмерно ограничивать детали, поскольку это приводит к возникновению остаточных напряжений в сварном шве и может вызвать растрескивание по мере охлаждения и сжатия сварного шва.

Безопасность

Применение и материалы

Оборудование

Оборудование для дуговой сварки защищенным металлом обычно состоит из источника питания для сварки постоянным током и электрода с электрододержателем, заземляющим зажимом и сварочными кабелями (также известными как сварочные провода), соединяющими их.

Источник питания

Источник питания, используемый в SMAW, имеет постоянный выходной ток, гарантируя, что ток (и, следовательно, тепло) остается относительно постоянным, даже если расстояние дуги и напряжение изменяются. Это важно, потому что большинство применений SMAW выполняется вручную, и резак должен держать оператор. Если вместо него используется источник постоянного напряжения, трудно поддерживать достаточно стабильное расстояние дуги, поскольку это может вызвать резкие колебания температуры и затруднить сварку. Однако, поскольку ток не поддерживается абсолютно постоянным, опытные сварщики, выполняющие сложные сварные швы, могут изменять длину дуги, чтобы вызвать незначительные колебания тока.

Электрические генераторы и генераторы переменного тока часто используются в качестве переносных источников питания для сварки, но из-за более низкой эффективности и более высоких затрат они реже используются в промышленности. Техническое обслуживание также имеет тенденцию быть более сложным из-за сложностей использования двигателя внутреннего сгорания в качестве источника энергии. Однако в определенном смысле они проще: в использовании отдельного выпрямителя нет необходимости, поскольку они могут обеспечивать переменный или постоянный ток. Однако агрегаты с приводом от двигателя наиболее практичны в полевых условиях, где сварка часто должна выполняться на открытом воздухе и в местах, где сварочные аппараты трансформаторного типа не могут использоваться из-за отсутствия источника энергии для преобразования.

В некоторых установках генератор по существу такой же, как и в портативных генераторных установках, используемых для питания от сети, модифицированный для выработки более высокого тока при более низком напряжении, но все же при частоте сети 50 или 60 Гц. В более качественных устройствах используется генератор с большим количеством полюсов, который подает ток с более высокой частотой, например 400 Гц. Меньшее количество времени, в течение которого высокочастотный сигнал находится рядом с нулем, значительно упрощает зажигание и поддержание стабильной дуги, чем с более дешевыми сетевыми частотными наборами или устройствами с сетевым питанием от сети.

Электрод

Выбор электрода для SMAW зависит от ряда факторов, включая материал сварного шва, положение сварки и желаемые свойства сварного шва. Электрод покрыт металлической смесью, называемой флюсом, который выделяет газы при разложении, чтобы предотвратить загрязнение сварного шва, вводит раскислители для очистки сварного шва, вызывает образование защитного шлака, улучшает стабильность дуги и содержит легирующие элементы для улучшения качество сварного шва. Электроды можно разделить на три группы: электроды, предназначенные для быстрого плавления, называются электродами с «быстрым заполнением», электроды, предназначенные для быстрого затвердевания, называются электродами «быстрого замораживания», а промежуточные электроды называются «электроды с заполнением-замораживанием» или быстросъемные электроды. Электроды с быстрым заполнением предназначены для быстрого плавления, что позволяет максимально увеличить скорость сварки, в то время как электроды с быстрым замораживанием поставляют присадочный металл, который быстро затвердевает, что делает возможной сварку в различных положениях за счет предотвращения значительного смещения сварочной ванны перед затвердеванием.

Варианты процесса

Источник

Система обозначения методов сварки плавлением. Сварка TIG, MIG, MAG, MMA

Сварка является одним из основных технологических процессов современного производства. Трудно представить себе отрасль промышленности, в которой бы не использовались сварочные технологии. В некоторых отраслях доля работ по сварке доходит до 65–70% от общего времени производства.

Современные требования к качеству продукции, диктуемые международными стандартами, не могут не затрагивать сварочного производства. Значительная часть сварочных работ приходится на производство ответственных конструкций и изделий, с весьма жесткими требованиями к качеству сварочных работ.

До 1992 г. советская промышленность практически полностью обеспечивала собственные потребности в электросварочном оборудовании. Лишь в отдельных отраслях (в основном имеющих отношение к оборонному комплексу) или на отдельных предприятиях работало сварочное оборудование иностранного производства. Объем технической информации, получаемой советскими специалистами из зарубежных источников, был очень ограничен, и применение даже той минимальной информации, которую удавалось получить, было весьма проблематичным.

После падения железного занавеса у российских предприятий появилась возможность воспользоваться всей массой технических и технологических знаний, накопленных за рубежом. В первую очередь, это проявилось в возможности приобретать оборудование иностранного производства.

За последнее десятилетие российские инженеры стали более информированы, во многих российских вузах подготовка ведется на уровне лучших зарубежных технических университетов (в том числе это касается и знания иностранных языков).

Получение технической информации на английском или любом другом языке перестало быть трудноразрешимой задачей, а количество такой информации на русском языке постоянно растет, чему во многом способствует издание многими зарубежными производителями оборудования справочной и технической литературы на русском языке, в первую очередь — каталогов на собственную продукцию.

Необходимо, однако, отметить, что в такой специфической области техники, как сварка, неспециалисту порой бывает трудно разобраться. Кроме того, в сварке до сих пор нет жестко установленной системы классификации, в частности, нет единой системы обозначений методов сварки.

Поэтому большинство зарубежных производителей используют общепризнанные английские аббревиатуры, которые и приводятся в настоящей статье.

Аббревиатуры для обозначения вида сварки

Сварка TIG, MIG, MAG, MMA

MMA — Manual Metal Arc — ручная дуговая сварка штучными (покрытыми) электродами. В советской технической литературе обычно использовалось сокращение РДС.

TIG — Tungsten Inert Gas — ручная дуговая сварка неплавящимся электродом в среде инертного защитного газа. Поскольку чаще всего в качестве материала для неплавящихся электродов используется вольфрам, в немецкоязычной литературе используют сокращение WIG (Wolfram Inert Gas);

Следует, однако, заметить, что такое наименование не совсем правильно, потому что при сварке методом TIG в качестве защитного газа могут использоваться также гелий, азот или различные газовые смеси, существует также метод атомно-водородной сварки, схожий по своей физической сущности с методом TIG, кроме того, сварка с использованием аргона в качестве защитного газа может вестись и с применением плавящегося электрода.

При описании оборудования для сварки методом TIG упоминание самого метода сварки обычно дополняют упоминанием рода тока сварки: DC (Direct Current) — постоянный ток — или AC/DC (Alternating Current/Direct Current) — переменный/постоянный ток.

MIG/MAG — Metal Inert/Active Gas — дуговая сварка плавящимся металлическим электродом (проволокой) в среде инертного/активного защитного газа с автоматической подачей присадочной проволоки. Это полуавтоматическая сварка в среде защитного газа — наиболее универсальный и распространенный в промышленности метод сварки. Иногда этот метод сварки обозначают GMA (Gas Metal Arc).

Применение термина «полуавтоматическая» не вполне корректно, поскольку речь идет об автоматизации только подачи присадочной проволоки, а сам метод MIG/MAG с успехом применяется при автоматизированной сварке и роботизированной сварке.

Словосочетание «в углекислом газе», к которому привыкли многие специалисты, умышленно опущено, так как при этом методе все чаще используются многокомпонентные газовые смеси, в состав которых помимо углекислого газа могут входить аргон, кислород, гелий, азот и другие газы.

GMAW — Gas Metal Automatic Welding — автоматическая дуговая сварка металлическим электродом (проволокой) в среде защитного газа. Так некоторые производители обозначают автоматизированное (роботизированное) применение метода MIG/MAG.

GTAW — Gas Tungsten Automatic Welding — автоматическая дуговая сварка неплавящимся электродом в среде инертного защитного газа. Обозначение автоматизированного (роботизированного) применения метода TIG. Может осуществляться как с автоматической подачей присадочной проволоки, так и без нее.

SMAW — Submerged Metal Automatic Welding — автоматическая дуговая сварка металлическим электродом (проволокой) под слоем флюса.

FCAW — Flux Core Arc Welding — дуговая сварка плавящейся порошковой проволокой (самозащитной или в среде защитного газа) с автоматической подачей присадочной проволоки. Метод может быть осуществлен в собственно «полуавтоматическом» варианте, а также при автоматизированном (роботизированном) применении.

Orbital Welding — орбитальная сварка. Под этим термином понимается автоматическая дуговая сварка кольцевых неповоротных швов с помощью специальных сварочных горовок или самоходных механизмов. При этом обычно применяют методы GTAW (TIG) или GMAW (MIG/MAG).

Надеемся, что эта классификация поможет специалистам, занятым в металлообрабатывающем производстве, в работе.

Источник

Ручная дуговая сварка покрытыми электродами

Ручная дуговая сварка покрытым электродом это – дуговая сварка, при которой возбуждение дуги, подача электрода и его перемещение производятся вручную, защита сварочной ванны обеспечивается расплавлением и разложением компонентов покрытия.

Качество сварных соединений, выполненных ручной дуговой сваркой нельзя гарантировать без строгого соблюдения технологии сварки и операционного контроля за всеми процессами. Начиная от входного контроля материалов сварочных и основных, проверки квалификации сварщиков, соблюдения режимов сварки и окончательного контроля готового сварного соединения.

РД – ручная дуговая сварка;

MMA – Manual Metal Arc (Welding) – ручная металлическая дуговая сварка;

SMAW – Shielded Metal Arc Welding – металлическая дуговая сварка в защитной атмосфере;

E – международный символ ручной дуговой сварки.

Сущность ручной дуговой сварки покрытыми электродами

При ручной дуговой сварке покрытыми электродами дуга возбуждается при касании электродом свариваемой детали, в результате замыкании электрической сварочной цепи.

В процессе сварки покрытый электрод подается к свариваемой детали по мере плавления электрода и перемешается вдоль соединения с поперечными колебаниями для придания заданной формы и размеров шва.

В процессе ручной дуговой сварке проис­ходит плавление покрытия и электродной металлической проволоки. Расправляющееся покрытие образует шлак и выделяются газы. Шлак обволакивает капли расплавленного металла, появляющиеся при плавлении стержня электрода. В ванне шлак всплывая на ее поверхность, образует защитный слой, пре­дохраняющий металл от взаимодействия с атмосферным воздухом. Кроме того, поднимаясь на поверхность сварочной ванны, шлак очищает расплавленный металл от вредных примесей. Образующиеся при расплавлении покрытия сварочные газы вытесняют воздух из зоны сварки и, тем самым, защищают сварочную ванну от взаимодействия с кислородом и азотом.

Жидкий шлак затвердевает и образует на поверхности шва твердую шлаковую корку, которая удаляется после сварки. То есть, компоненты входящие в по­крытие сварочного электрода обеспечивает защиту сварочной ванны и застывающего металла сварного соединения от реакций с атмосферными газами и очистку металла в процессе химических реакций происходящих в сварочной ванне.

Покрытыми электродами применяют для сварки сталей, чугунов и цветные металлов различной толщины. Так же покрытые электроды используется для наплавки с целью восстановление изношенных деталей и получения покрытий со специальными свойствами главным образом антикоррозионных и износостойких.

Перемещение сварочного электрода вдоль сварного шва и его подачу в зону сварке по мере его расплавления производит сварщик. В связи с этим стабильность процесса и качество сварки зависит от квалификации сварщика и его зрительно моторной координации, так как изменятся длина дуги, наклон электрода, скорость его перемещения, что приводит к изменению параметров ре­жима — напряжения дуги и силы сварочного тока. При ручной дуговой сварке покрытыми электродами для обеспечения стабильности режимов сварки используют источники сварочного тока с крутопадающими вольт-амперными ха­рактеристиками.

Преимущества ручной дуговой сварки:

Недостатки способа:

Рациональные области применения:

Технология ручной дуговой сварки покрытыми электродами

Технология ручной дуговой сварки включает в себя следующие операций: разделку и подготовку сварочных кромок, возбуждение сварочной дуги, перемещение электрода в время сварки, порядок наложения сварных швов в зависимости от марки материалов и конструкции сварных соединений.

Ручная дуговая сварка требует качественной подготовки кромок и прилегающий поверхности свариваемых деталей. Механическую обработку и зачистку, свариваемых деталей выполняют на станках или вручную. Свариваемые кромки зачищают до металлического блеска, не должно быть следов ржавчины, рыхлого слоя окалины грязи, масляных пятен, потому что недостаточно качественная подготовка приведет к дефектам и как следствие уменьшению прочностных характеристик сварного соединения. Обязательной зачистке подлежат свариваемые кромки и прилегающая к ним поверхность металла шириной не менее 20 мм;

Форма подготовки кромок под ручную дуговую сварку покрытыми электродами устанавливается стандартами на конструктивные элементы сварных соединений в зависимости от толщины деталей. Угол скоса кромок, притупление и зазор между соединяемыми деталями должны быть равномерными и не выходить за пределы установленных допусков.

Конструктивные элементы сварных соединений

Сборочно-подготовительные работы следует проводить в таком порядке, чтобы конструкция располагалась удобно для работы и проведения сварки в нижнем положении. Все изделия, поступающие на сборку, должна проверятся на соответствие чертежам и правильности подготовки кромок под сварку. Для предотвращения в процессе сварки деформаций сборку следует проводить на прихватках или в жестко закрепленных кондукторах. Для прихватки применяются те же электроды что и для сварки если иное не оговорено в технической документации. Длина прихваток должна быть не менее 50 мм с шагом не менее 500 мм. Для избежания дефектов в конце сварки необходимо использовать выводные планки.

Зажигание сварочный дуги производится двумя способами, сварщик касается концом покрытого электрода до поверхности свариваемого изделия, или чиркает концом электрода по поверхности металла и быстро отводит его в сторону примерно на 2-4 мм. Так возбуждается дуга. При сварке длину дуги следует поддерживать постоянной, минимально возможной, для чего сварщик подает покрытый электрод по мере его плавления. Слишком длинная дуга не обеспечивает необходимой глубины проплавления основного металла, идет чрезмерно сильное разбрызгивание металла, и плохая защита от атмосферного воздуха, в результате возможно образование недопустимых дефектов. Короткая сварочная дуга обеспечивает, мелко капельный перенос металла, покрытый электрод расплавляется равномерно процесс сварки идет более стабильно чем при длинной дуге.

Если сварочная дуга обрывается, следует зачистить место обрыва. Возобновлять сварку следует отступив от места обрыва 5 — 10 мм на ранее наплавленный валик, и тщательно заварить кратер образовавшийся в месте обрыва.

При сварке электрод нужно держать под определенным углом к свариваемым деталям. Наклон электрода зависит от пространственного положения, толщины и марки основного металла, диаметра электрода его вида и толщины покрытия.
Сварку можно вести слева направо, справа налево,
от себя и к себе. Независимо от направления сварки электрод должен быть наклонен к оси шва так, чтобы основной металл проплавлялся на наибольшую глубину и правильно формировался шов.

Во время сварки следуют соблюдать режимы сварки установленные в технической документации.

Режим ручной дуговой сварки покрытыми электродами

Режим ручной дуговой сварки включают следующие параметры:

Выбор величины сварочного тока зависит от разных параметров — диаметра покрытого электрода, вида его покрытия и пространственного положения шва. Величина сварочного тока предопределяет производительность сварки (количество металла, наплавленного за единицу времени) и глубину провара.

При малом токе количества выделяющегося тепла, может быть недостаточно, чтобы расплавить сварочные кромки или ранее наплавленные валики, что может привести к несплавлению и непровару, что приведет к браку.

При слишком большой величине сварочного тока, электрод и основной металл будут быстро сильно плавиться, что может привести к прожогу и наплывам, которые являются недопустимыми дефектами.

На упаковке с покрытии электродами содержатся рекомендации завода изготовителя по выбору сварочного тока, но можно воспользоваться и формулой для расчета:

D — диаметр электрода.

С учетом толщины стенки свариваемых деталей и пространственного положения шва при сварке, значение сварочного тока поправляют: при сварке деталей толщиной до 3 мм. и при вертикальных и потолочных положениях шва, значение сварочного тока должно быть уменьшено на 10-15% ниже заданного.

Форма и размер шва зависят от рода и полярности тока, которые выбирают в зависимости от типа электродного покрытия, марки и толщины основного металла. При постоянного тока обратной полярности количество теплоты выделяющиеся на электроде на 20-40% больше, чем на основном металле и наоборот при сварке на прямой полярности, количество теплоты больше выделятся на основном металле.

Так при сварке переменным током глубина проплавления будет на 15-20 % меньше по сравнению со сваркой на постоянным током обратной полярности.

Диаметр электрода выбирают в зависимости от толщины свариваемых деталей, марки стали, формы разделки кромок, пространственного положения, в котором осуществляется сварка, и вида сварного соединения. Применение покрытых электродов большего диаметра не рекомендуется, поскольку это приводит к возникновению ряда дефектов, непроваров и зашлаковыванию сварного шва. Лучше использовать электроды диаметром 3-4 мм. Когда толщина металла превышает 12 мм и сварку ведется в нижнем положении, можно применять электроды диаметром 4-5 мм.

При сварке в других вертикальных, горизонтальных и потолочных швов а также корня шва следует использовать электроды диаметром не более 3 мм, при сварке заполняющих слоев и облицовочного, можно применять электроды диаметром до 4 мм.

В зависимости от прочностных и других механических характеристик свариваемых сталей выбирают электроды соответствующего типа и марка.

В процессе ручной дуговой сварки электрод должен совершать определенные поступательно колебательные движения, смотрите рисунок выше.

Если перемещать электрод исключительно в направлении сварки без поперечных колебательных движений, то наплавленный валик будет узким (ниточным). Такой способ применяется при сварке тонколистового металла, и подварке дефектов, а также при сварке когда не допускаются большие тепловложения.

Число слоев шва при сварке

Толщина отдельного слоя не должна пре­вышать 3…5 мм. Последними проходами соз­дается небольшая выпуклость шва высотой 2-3 мм над поверхностью основного металла.

Количество слоев шва при сварке стыковых и уголовных соединений:

О технике ручной дуговой сварки читайте в статье Техника ручной дуговой сварки покрытыми электродами

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник