ручне дугове зварювання

Ручне дугове зварювання в будівництві.

Ручне дугове зварювання в будівництві.

Ручне дугове зварювання покритими металевими електродами є основний спосіб при виконанні зварювальних робіт, особливо в будівництві.

Перспективи розвитку ручного дугового зварювання

З огляду на стан і перспективи розвитку зварювального виробництва, ручне дугове зварювання на найближчі 15-20 років залишиться переважним способом і буде становити не менше 50-60% загального обсягу зварювальних робіт, при цьому в будівництві його частка навряд чи опуститься нижче позначки 80-85%. Тому вдосконаленню та підвищенню якості ручного дугового зварювання потрібно приділяти найсерйознішу увагу, і це, в першу чергу, відноситься до зварювальних електродів як одному з головних чинників, що визначають ефективність цього процесу.

Основні види ручного дугового зварювання

До основних видів зварних сталевих конструкцій в будівництві відносяться каркаси адміністративних і виробничих будівель (колони, ферми, ригелі, підкранові балки, прогони, вертикальні, циліндричні, траншейні резервуари), сферичні газгельдери, бункери і силоси, газо-повітроводи, башенно -мачтові споруди (радіо і телевежі, каркаси, опори димових і витяжних труб).

Для виготовлення металоконструкцій застосовують, головним чином, гарячекатаний фасонний (кутники, двутаври, швелери) і листовий прокат, а також гнуті профілі з низьковуглецевої і низьколегованої сталі марок Ст3пс5, Ст3сп5, 09Г2С, 10Г2С1, 10ХСНД, 16Г2АФ. У збірних залізобетонних конструкціях використовують в основному арматурну гарячекатану сталь періодичного профілю марок Ст3пс, Ст5пс, 35ГС, 25Г2С. Здебільшого ці сталі добре зварюються, але деякі при зварюванні вимагають спеціальних технологічних прийомів. Ручне дугове зварювання для таких сталей проводиься електродами для чорних металів та низьколегованих сталей.

Зварювання будівельних конструкцій виконують різними способами як при їх виготовленні (на заводах, в майстернях), так і при спорудженні та монтажі будівельних об’єктів на відкритих майданчиках, в особистому господарстві.

Якщо на заводах-виробниках конструкцій зварювання виконуються в основному механізованим способом (в вуглекислому газі, під флюсом), для чого використовують зварювальний дріт. То в будівництві і на будівельно-монтажних майданчиках, в побуті, головним чином, застосовують ручне дугове зварювання покритими електродами.

Частка застосування ручного дугового зварюваня досягає 95-100%. Такий стан багато в чому визначається простотою, універсальністю, надійністю і, стосовно до сьогоднішніх економічних реалій, дешевизною ручного зварювання, а також конструктивними особливостями більшості будівельних об’єктів (розкиданість зварних швів, іноді невеликої довжини, в просторі, розташування їх у важкодоступних для зварювання місцях і т .п.)

Крім того, на будівельних і будівельно-монтажних майданчиках зварювальні роботи проводять при будь-яких, в тому числі несприятливих умовах (зниженій температурі, атмосферних опадах, вітрі), на висоті, на незручних і обмежених робочих місцях. При ручному дуговому зварюванні виникає необхідність багаторазового переміщення обладнання і зварювальних матеріалів, зварювання може виконуватися в нижньому, вертикальному, горизонтальному і стельовому положеннях.

Зазначені особливості зварювання в будівництві необхідно враховувати при підборі і експлуатації обладнання, виборі, зберіганні та підготовці до зварювання покритих електродів, розробці технології зварювання, а також при навчанні зварників.

З урахуванням властивостей застосовуваних в будівництві сталей і вимог, що пред’являються до зварних з’єднань, а також специфіки виконання зварювальних робіт на будівельних і будівельно-монтажних майданчиках при ручному дуговому зварюванні будівельних конструкцій використовують, головним чином, електроди загального призначення з рутиловим, ільменітовим і основним видами покриттів типу Е42, Е42А, Е46 і Е50А по ГОСТ 9466-75, ці електроди відносяться до групи електродів для зварювання вуглецевих і низьколегованих конструкційних сталей з тимчасовим опором разриву до 590 МПа.

Одному і тому ж типу електродів за стандартом може відповідати велика кількість марок електродів, що мають індивідуальні особливості та авторські марочні позначення. Стрижні зазначених електродів виготовляють, як правило, з зварювального дроту марок Св-08, Св-08А.

Подробиці про те, як вибрати зварювальні електроди можна прочитати в нашій статті за посиланням.

Поступаючі на майданчик будівельні конструкції повинні бути підготовлені до зварювання.

Ручне дугове зварювання – Підготовка:

  •  конструкції повинні бути оглянуті для виявлення можливих дефектів (розшарувань, тріщин в металі, неякісних заводських швів, відхилень від розмірів і т.п.). При виявленні неприпустимих дефектів металу або елементів конструкцій вони допускаються до подальшої роботи тільки після виправлення;
  • перед складанням з’єднань під ручне дугове зварювання повинна бути перевірена правильність підготовки кромок відповідно до стандарту і очищені місця розташування зварних швів і прилеглих до них поверхонь металу шириною не менше 20 мм від іржі, фарби, бруду, вологи, жиру і т.п . Крім того, при необхідності поблизу крайок і поверхні металу приварюються елементи складальних пристосувань. З’єднання збирають за допомогою простих складальних інструментів: молотків, ломиків, струбцин, стяжних кутників, ключів, домкратів та ін. Зібрані конструкції закріплюють прихватками або стяжними болтами і клинами;
  • при складанні необхідно дотримуватись розмірів зазорів в з’єднаннях, співвісність елементів. Зміщення кромок не повинно перевищувати величини, встановлені стандартами: 0,5 мм – для деталей товщиною (s) до 4 мм; 1 мм – для деталей товщиною 4-10 мм; 0,1*s, але не більше 3 мм – для деталей товщиною 10-100 мм; 0,01*s – 2 мм, але не більше 4 мм – для деталей товщиною понад 100 мм;
  • після закінчення складання перевіряють якість, а також відповідність розмірів з’єднання або конструкції проекту, після чого виконують ручне дугове зварювання.

Для отримання якісного зварного шва необхідно правильно підібрати режим ручного дуового зварювання.

Режими ручного дугового зварювання.

Режим зварювання – це сукупність основних контрольованих параметрів, що визначають умови процесів зварювання.

Параметрами ручного дугового зварювання покритими електродами є:

  • діаметр електрода,
  • рід, полярність і сила зварювального струму,
  • напруга (довжина) дуги,
  • швидкість зварювання,
  • температура підігріву металу (останні два параметри властиві зварюванню сталей, що вимагають використання спеціальних технологічних прийомів).

Значення параметрів режиму зварювання встановлюють залежно від марки, товщини і температури основного металу, типу зварного з’єднання і способу виконання швів, положення шва в просторі, геометричних розмірів шва і вимог до властивостей одержуваних зварних з’єднань.

Так, тип і марку електрода підбирають виходячи з марки основного металу, проектних вимог до властивостей зварних з’єднань і просторового положення шва.
Для зварювання в нижньому положенні діаметр електрода підбирають виходячи з товщини металу, по зразковому співвідношенню між товщиною деталей, що зварюються і діаметром електрода:

  • При зварюванні стикових з’єднань з обробленням кромок перший (кореневий) шов зазвичай виконують електродами діаметром не більше 3,0-4,0 мм для забезпечення проплавлення кореня шва.
  • Решта швів багатошарового шва слід виконувати електродами одного діаметра і при однаковій силі струму, що спрощує процес зварювання і скорочує допоміжний час на регулювання сили струму.
  • Зазвичай перетин першого шару не перевищує 30-35 мм2. Перетин наступних шарів шва, виконуються електродами великого діаметру, буде більше.
  • Силу зварювального струму Iзв приймають за даними на етикетці, що супроводжує кожну коробку (пачку) з електродами. Максимальні з наведених на етикетці значень Iзв застосовують для зварювання в нижньому положенні. При зварюванні швів та інших просторових положеннях силу струму знижують на 10-25%.
  • Рід зварювального струму (змінний чи постійний) і полярність, а також напруга (довжину) дуги визначають залежно від вимог проекту і марки електрода, що застосовується для зварювання.
  • Швидкість зварювання залежить від величини коефіцієнта наплавлення електрода і сили зварювального струму: чим вони більші, тим більше наплавляється металу за одиницю часу і зростає швидкість зварювання.

Часто для оцінки ефективності електродів використовують поняття продуктивність наплавлення, яке має на увазі множення коефіцієнта наплавлення на силу зварювального струму і показує масу наплавляємого електродами металу за 1 годину.

Слід мати на увазі, що бажання збільшити продуктивність зварювального процесу за рахунок підвищення сили струму часто призводить до негативних результатів: електрод при зварюванні перегрівається, іноді «тече», тобто передчасно плавиться, покриття згорає, не виконуючи своїх захисних функцій, шов формується погано і з великими дефектами.

Необхідність підігріву сталі і температуру в зоні виконання ручного дугового зварювання визначають залежно від марки, товщини і температури металу, а також типу зварювальної конструкції. Наприклад, при зварюванні будівельних листових конструкцій з низьколегованої сталі товщиною від 30 до 40 мм при температурі нижче мінус 10 °С потрібний попередній підігрів місця зварювання до температури 120-160 ° С.

Види зварних з’єднань при ручному дуговому зварювання

Для ручного дугового зварювання в будівництві основними з’єднаннями є стикові, кутові, таврові, нахлесточні, торцеві з’єднання.

Ручне дугове зварювання – техніка зварювання стикових швів до 4 мм

Стикові шви при товщині металу до 4 мм включно зварюють без оброблення крайок електродом діаметром 1,6-3,0 мм, як правило, без поперечного руху електрода і в один прохід (проходом називають одноразове переміщення електрода в одному напрямку). У деяких конструкціях, де повинна бути забезпечена непроникність швів (в резервуарах, водонапірних баштах), Ці шви виконують за два проходи з одного або з двох сторін. Шви такого типу зручніше зварювати на з’йомній або постійній підкладці (див. Рис. 1, поз. 3), якщо це допустимо.

Ручне дугове зварювання – техніка зварювання стикових швів від 2 до 5 мм

Стикові шви при товщині металу від 2 до 5 мм зварюють за два проходи по одному з кожного боку. Якщо можливо виплавити або вишліфувати корінь шва після зварювання з одного боку, то другий шов накладають з іншого боку по добре зачищеному металу, що забезпечує якісне проварювання і допускає зварювання без оброблення крайок металу товщиною до 12 мм.

У загальному випадку при зварюванні швів стикових з’єднань із сталі товщиною від 3 мм і більше передбачається одностороннє або двостороннє оброблення кромок.

Заповнення оброблення металом під час зварювання може бути виконано за один або кілька проходів шляхом накладення одного або декількох шарів.

Багатошарові шви стикових з’єднань, тобто шви, що складаються з двох шарів і більш, виконують двома способами:

  • зварюванням кожного шару на всю ширину оброблення (рис. 3, а), що допустимо при невеликій товщині металу, так як ширина шару, повинна бути не більше 2-4 діаметрів електрода;
  • ручне дугове зварюванням окремими валиками, яких може бути в кожному шарі 2, 3 і більше. Останній шар багатошарового шва служить його опуклістю, при його зварюванні в результаті нагрівання попередніх, раніше виконаних шарів відбувається їх своєрідна термообробка, що поліпшує структуру металу шва.

Ручне дугове зварювання – техніка багатошарових швів

При зварюванні багатошарових швів необхідно після зварювання кожного шару або валика ретельно очищати їх від шлаку, бризок металу та ін. І тільки після цього приступати до накладання наступних шарів або валиків. При двосторонньому зварюванні багатошарового шва перед виконанням шва із зворотнього боку слід видалити його корінь до чистого бездефектного металу (наприклад, за допомогою ручної шліфувальної машини).

Ручне дугове зварювання – техніка кутових швів

Сварка кутових швів з розібраними кромками мало відрізняється від зварювання стикових багатошарових швів.

Кутові шви без оброблення крайок, як правило, роблять багатопрохідний (рис. 4, а), вони можуть бути також однопрохідними при максимальних розмірах катета 4-5 мм – для електрода діаметром 3,0 мм і 6-8 мм – для електродів діаметром 4,0 мм.

Ручне дугове зварювання – техніка стикових швів

Сварка стикових швів в нижньому положенні найбільш простий процес, при якому формування шва, проплавлення і перенос електродного металу в шов сприяє сила тяжіння.

Ручне дугове зварювання – техніка вертикальних швів

При вертикальному зварюванні для утримання ванни зменшують її розмір шляхом зниження сили струму на 10-20%.

Зварювання тонкого металу і першого шару стикового шва з обробленням кромок при вертикальному положенні часто ведуть зверху вниз без коливальних рухів електрода, нахиляючи його так, щоб дуга була спрямована на ванну і утримувала її своїм дуттям, а потім поступово переміщують електрод вниз і утворюють шов. Більш товстий метал зварюють від низу до верху, дугу запалюють внизу шва і після утворення ванни відводять електрод трохи вгору, при цьому низ вани, оточений затверділим шлаком, кристалізується, утворюючи твердий метал, на який лягає наступна ванна і т.д.

Ручне дугове зварювання – техніка горизонтальних швів

Горизонтальні шви на вертикальній площині, зварюють зазвичай валиками, при цьому сила струму нижче, ніж при зварюванні в нижньому положенні на 15-20%.

Ручне дугове зварювання – техніка стельових швів

Найбільш важким є ручне дугове зварювання в стельовому положенні. Для утримання розплавленого металу зварювальної ванни від витікання зменшують розмір ванни за рахунок використання електродів меншого діаметру і зниження сили зварювального струму на 20-25%. Утриманню ванни сприяє також швидке затвердіння шлаку під час зварювання. Перенесення розплавленого електродного металу в ванну відбувається за допомогою дуття дуги і виникненю при зварюванні електромагнітних сил. Слід зазначити, що при стельовому зварюванні продуктивність процесу різко знижується і потрібна висока кваліфікація зварника для отримання якісного шва.

Прочитайте нашу статтю щодо того як вибрати зварювальні електроди.

Прочитайте також нашу сттю як вибрати зварювальний дріт.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *

Догори
X