Правильное выполнение расчета тока при сварке металла

Любой сварщик знает, что такое режим сварки, но не каждый сможет сходу сказать, как его настроить. Это не удивительно, ведь режим сварки состоит из множества параметров, как основных, так и вспомогательных. При этом все они играют вполне определенную роль и от их правильной настройки во многом зависит качество сварного соединения.

В этой статье мы научим вас делать правильный выбор и расчет режимов сварки, расскажем, какие правила нужно соблюдать, чтобы настроить аппарат. Уточним, что в данном материале мы будем говорить о режиме для ручной дуговой сварки (РДС), как наиболее простой и распространенной.

Параметры режима сварки

Выбор режима сварки начинается с параметров. Существуют основные и дополнительные. Несмотря на названия, все они важны и нужно уметь отдельно настраивать каждый параметр.

Основные параметры:

• Значение сварочного тока.
• Род тока (постоянный, переменный) и полярность тока (обратная, прямая).
• Значение напряжения дуги.
• Диаметр применяемого электрода.
• Скорость сварки.
• Количество проходов, за которые наплавляется шов.

Дополнительные параметры:

• Способ разделки кромок, их форма.
• Качество подготовки металла под сварку.
• Тип используемого электрода, марка, покрытие и т.д.
• Положение сварки (горизонтальное, вертикальное, потолочное и пр.)
• Угол сварки

Как неопытному сварщику быстро подобрать параметры тока

Для правильной настройки сварочного тока на инверторе начинающим сварщикам я предлагаю воспользоваться простой таблицей. В ней уже указан ток для сварки электродами различной толщины. При этом нет необходимости что-то вычитывать, достаточно лишь знать толщину свариваемой заготовки и диаметр электрода.

Но все это приблизительные расчеты, ведь, в конце концов, инвертор может и не выдавать нужный ток по некоторым причинам. В основном это происходит из-за того, что используются слишком большие удлинители (20-30 метров длиной). Следует знать, что при использовании длинных переносок ток для сварки сильно проседает.

Второй момент связан с пониженным напряжением в электросети. Иногда сварщики жалуются на то, что электрод прилипает к металлу, не проверив напряжение. Поэтому, каждый раз перед сваркой нужно уточнять, а нормальное ли напряжение в сети 220 Вольт.

Расчет сварки

Чтобы понимать суть, неплохо было бы научиться рассчитывать режим сварки. Мы научим вас производить расчет режимов ручной дуговой сварки, поскольку эта статья посвящена именно РДС. Естественно, расчет для сварки полуавтоматом или любым другим методом будет другим. Но в рамках одной статьи невозможно раскрыть все способы расчета. Так что остановимся на РДС.

Сварочный ток

Сила сварочного тока — один из важнейших параметров. Ведь чем выше сила тока, тем быстрее металл нагревается и плавится. А высокая скорость плавления не всегда на руку, но об этом мы поговорим позже. Также при большой силе тока может образоваться перегрев электрода и детали, появятся прожоги.

Боясь совершить такие ошибки новички часто просто устанавливают минимальное значение силы тока, усложняя тем самым себе задачу. В итоге они получают не проваренные швы и нестабильное горение сварочной дуги. В худшем случае сварка просто прерывается, поскольку дуга погасает.

Если вы начинающий сварщик, можете воспользоваться таблицей снизу.

А для всех практикующих мастеров предлагаем использовать следующую формула расчета сварочного тока:

где К – коэффициент, dЭ – диаметр электрода, в миллиметрах.

Коэффициент («К») зависит от диаметра электрода («dЭ»). Чтобы узнать коэффициент посмотрите таблицу ниже:

Помимо силы важно правильно установить полярность и род тока. Здесь важно учитывать следующие особенности: если установить обратную полярность, то глубина сварки увеличится примерно на 30-40%. И наоборот, если использовать прямую полярность. Также происходит и при работе с постоянным током, глубина провара увеличивается примерно на 10-15%. А при переменном токе наоборот снижается.

Большинство опытных сварщиков устанавливают полярность и род тока по своему усмотрению. Они наблюдают за горением дуги, ее стабильностью. И исходя из этого уже выбирают данные значения.

Скорость сварки

Расчет скорости сварки необязательно проводить с помощью формул. Можно обратиться к нормативным документам, ГОСТам. В них прописана скорость сварки для каждого типа металла. На эти значения можно смело ориентироваться. Идеальным считается шов, который не имеет не проваренных участков или прожогов. Не должно быть наплывов. Также считается, что ширина качественного шва должна получиться в 2 раза больше, чем ширина используемого электрода.

Также не лишним станет понимание, что происходит с металлом при повышении или понижении скорости сварки. Если скорость слишком большая, то металл просто не нагреется до нужной температуры и швы получатся не проваренными. А значит, хрупкими и недолговечными. Ну а если скорость слишком маленькая, то металл будет сильно плавиться, образуются наплывы. Словом, стремитесь к золотой середине.

Диаметр электрода

С диаметром электрода все более-менее просто. Чем толще металл, тем больше диаметр электрода. Ниже таблица с примерными значениями.

Назовите и напишите формулу, по которой определяется сила сварочного тока.

Сила сварочного тока определяется по формуле: I=k∙Dэл или I=(20+6Dэл)Dэл, где k — коэффициент пропорциональности, зависящий от диаметра и типа электрода, А/мм; Dэл — диаметр электрода, мм.

Билет № 4

Вопрос

Сварочные горелки (назначение, классификация, устройство, маркировка, подготовка к работе, требования техники безопасности).

Сварочная горелка служит для смешивания горючего газа или паров горючей жидкости с кислородом и получения сварочного пламени. Сварочные горелки подразделяются следующим образом: • по способу подачи горючего газа и кислорода в смесительную камеру — инжекторные и безынжекторные; • по роду применяемого горючего газа — ацетиленовые, для газов-заменителей, для жидких горючих и водородные; • по назначению — универсальные (сварка, резка, пайка, наплавка) и специализированные (выполнение одной операции). Инжекторная горелка (рис. 15) — эта такая горелка, в которой подача горючего газа в смесительную камеру осуществляется за счет подсоса его струей кислорода, вытекающего с большой скоростью из отверстия сопла. Этот процесс подсоса газа более низкого давления струей кислорода, подводимого с более высоким давлением, называется инжекцией, а горелки данного типа — инжекторными.

Рис. 15. Конструкция инжекторной сварочной горелки: 1 — мундштук; 2 — сменный наконечник; 3 — смесительная камера; 4 — сопло инжектора; 5 — кислородный вентиль; 6 — кислородный ниппель; 7 — ацетиленовый вентиль; 8 — ацетиленовый ниппель

Для нормальной работы инжекторных горелок необходимо, чтобы давление кислорода было 0,15-0,5 МПа, а давление ацетилена значительно ниже — 0,001-0,12 МПа. Принцип действия ее заключается в следующем. Кислород из баллона под рабочим давлением через ниппель, трубку и вентиль 5 поступает в сопло инжектора 4. Выходя из сопла инжектора с большой скоростью, кислород создает разряжение в ацетиленовом канале, в результате этого ацетилен, проходя через ниппель 6, трубку и вентиль 7, подсасывается в смесительную камеру 3. В этой камере кислород, смешиваясь с горючим газом, образует горючую смесь. Горючая смесь, выходя через мундштук 1, поджигается и, сгорая, образует сварочное пламя. Подача газов в горелку регулируется кислородным вентилем 5 и ацетиленовым 7, расположенными на корпусе горелки. Сменные наконечники 2 подсоединяются к корпусу горелки накидной гайкой. Безынжекторная горелка — это такая горелка, в которой горючий газ и подогревающий кислород подаются примерно под одинаковым давлением 0,05-0,1 МПа. В них отсутствует инжектор, который заменен простым смесительным соплом, ввертываемым в трубку наконечника горелки. Правила обращения с горелками:

1. Не допускается эксплуатация неисправных горелок, так как это может привести к взрывам и пожарам, а также ожогам газосварщика. 2. Исправная горелка дает нормальное и устойчивое свариваемое пламя. 3. Для проверки инжектора горелки к кислородному ниппелю подсоединяют рукав от кислородного редуктора, а к корпусу горелки — наконечник. Наконечник затягивают ключом, открывают ацетиленовый вентиль и кислородным редуктором устанавливают необходимое

давление кислорода соответственно номеру наконечника. Пускают кислород в горелку, открывая кислородный вентиль. Кислород, проходя через инжектор, создает разрежение в ацетиленовых каналах и ацетиленовом ниппеле, которое можно обнаружить, приставляя палец руки к ацетиленовому ниппелю. При наличии разряжения палец будет присасываться к ниппелю. При отсутствии разряжения необходимо закрыть кислородный вентиль, отвернуть наконечник, вывернуть инжектор и проверить, не засорено ли его отверстие. При засорении его необходимо прочистить, при этом надо проверить также отверстия смесительной камеры и мундштука. Убедившись в их исправности, повторяют испытание на подсос (разрежение). 4. Величина подсоса зависит от зазора между концом инжектора и входом в смесительную камеру. Если зазор мал, то разрежение в ацетиленовых каналах будет недостаточным, в этом случае следует несколько вывернуть инжектор из смесительной камеры. 5. Вначале немного открывают кислородный вентиль горелки, создавая тем самым разрежение в ацетиленовых каналах. Затем открывают ацетиленовый вентиль и зажигают горючую смесь. 6. Пламя регулируют ацетиленовым вентилем при полностью открытом кислородном. 7. При хлопках сначала перекрывают ацетиленовый, а потом кислородный вентили. 8. Причины хлопков: • сильный перегрев горелки; • засорение мундштука горелки; • если скорость истечения горючей смеси станет меньше скорости ее сгорания, то пламя проникнет в канал мундштука и произойдет обратный удар. 9. В этом случае горелку нужно погасить, охладить ее водой и прочистить мундштук иглой.

Билет № 5

Вопрос

Выбор диаметра электрода при ручной дуговой сварке

Главным критерием при выборе диаметра электрода является толщина свариваемых кромок. Также при выборе диаметра учитывают вид сварного соединения и форму свариваемых кромок. Диаметры электрода, в зависимости от толщины свариваемых деталей, представлены в таблице:

Толщина свариваемых кромок, мм

В случае выполнения угловых и тавровых швов, диаметр электродов выбирают, исходя из размеров катета сварного шва. При выполнении швов катетом 3-5мм, выбирают электроды диаметром 3-4мм. Если катет шва находится в пределах 6-8мм, диаметр электрода составляет 4-5мм.

При этом, необходимо иметь ввиду, что применение электродов с диаметром свыше 6мм ограничено из-за их большой массы. Кроме того, при их применении сложно проварить корень шва.

При выполнении многослойных швов, лучшим вариантом будет выполнить первый слой электродом малого диаметра (не более 4мм), для хорошего провара корня шва в глубине разделки. Это, в равной степени, относится как к сварке стыковых швов, так и к сварке угловых швов.

От чего зависит сила тока при сварке

Сила сварочного тока зависит не только от диаметра электродов, хотя этот критерий и является одним из важнейших. На параметры тока сварки также влияют и следующие нюансы, которые так или иначе придётся учитывать:

• Марка электродов;
• Пространственное положение сварки;
• Род тока;
• Полярность сварочного тока;
• Количество слоев сварного соединения.

При сварке многослойного шва сварщику приходится всё время корректировать значения тока. Только так можно создать прочное и неразъёмное соединение, которое будет отличаться повышенной надежностью.

Также, свойства сварочного тока во многом зависят и от пространственного положения в сварке. При сварке в вертикальном положении сварочный ток уменьшают, а при горизонтальном положении, наоборот увеличивают, что позволяет добиться нужной глубины проплавления металлов.

При потолочной сварке максимально допустимый диаметр электродов составляет 4 мм.

Как правильно подобрать силу тока

Диаметр электродов нужно выбирать, отталкиваясь от толщины свариваемых металлов. Чем толще металлы свариваются, тем больше диаметр электродов должен быть.

Ниже в таблице вы сможете увидеть, какой диаметр электродов соответствует толщине свариваемых металлов.

Для сварного соединения шириной до 5 мм, выбираются электроды 3 мм. При этом сварочный ток соответствует значению в 65-100 Ампер.

Сварка соединений до 8 мм осуществляется электродами 4-5 мм. Сила тока для такого диаметра электродов должна соответствовать значению в 120-200 Ампер.

Для сварки электродами 6-8 мм потребуется ток в 250-300 Ампер. Такие разбросы по сварочному току во многом зависят от пространственного положения в сварке.

Существует и негласное правило среди сварщиков, при котором на 1 мм электрода следует на аппарате выставлять 30 Ампер сварочного тока. Таким образом, не сложно подсчитать, что для сварки электродом 2 мм, сварочный ток должен быть 60 Ампер.

Однако, опять же, значения сварочного тока могут быть подкорректированы в зависимости от пространственного положения в сварке, а также, от некоторых других особенностей.