Svařovací technika – technika obloukového svařování

Zapálení oblouku. Existují dva způsoby zapálení oblouku s obalenými elektrodami – přímé trhání a trhání podél křivky. První metoda se nazývá zapálení tupým obloukem. Druhá se podobá pohybu při zapalování zápalky, a proto se nazývá škrtnutí.

Svářeči úspěšně používají obě metody zapálení oblouku, přičemž první se častěji používá při svařování v úzkých a nepřístupných místech.

Délka oblouku. Ihned po zapálení oblouku začíná tavení základního a elektrodového kovu. Na výrobku se tvoří kaluž roztaveného kovu. Svářeč musí udržovat oblouk tak, aby jeho délka byla konstantní. Produktivita svařování a kvalita svarového švu do značné míry závisí na správné délce oblouku.

Svářeč musí podávat elektrodu do oblouku rychlostí rovnou rychlosti tavení elektrody. Schopnost udržovat oblouk konstantní délky charakterizuje kvalifikaci svářeče.

Délka oblouku rovnající se 0,5-1,1 průměru elektrodové tyče se považuje za normální (v závislosti na typu a značce elektrody a poloze svařování v prostoru). Zvětšení délky oblouku snižuje jeho stabilní hoření, hloubku průvaru základního kovu, zvyšuje ztráty v důsledku vyhoření a rozstřiku elektrody, způsobuje vznik svaru s nerovným povrchem a zvyšuje škodlivý vliv okolní atmosféry na roztavený kov.

Poloha elektrody. Sklon elektrody během svařování závisí na poloze svaru v prostoru, tloušťce a složení svařovaného kovu, průměru elektrody, typu a tloušťce povlaku.

Směr svařování může být zleva doprava, zprava doleva, od vás a směrem k vám.

Bez ohledu na směr svařování musí být poloha elektrody specifická: musí být nakloněna k ose svaru tak, aby se kov svařovaného výrobku roztavil do největší hloubky. Pro dosažení hustého a rovnoměrného svaru při svařování v dolní poloze na vodorovné rovině musí být úhel elektrody 15° od svislice ve směru svaru.

Oblouk obvykle udržuje směr osy elektrody; při daném sklonu elektrody dosahuje svářeč maximálního provaření kovu výrobku. To zlepšuje tvorbu svaru a také snižuje rychlost chlazení kovu svarové lázně, což zabraňuje vzniku horkých trhlin ve svaru.

Obr. 1. Směry svařování (a) a sklon elektrody (b)

U hadicového poloautomatického svařování je poloha elektrodového drátu podobná poloze elektrody při ručním svařování obalenými elektrodami.

Úhel sklonu elektrody při ručním svařování v dolní, svislé, nad hlavou a vodorovné poloze je znázorněn na obr. 1, b.

Oscilační pohyby elektrody. Pro získání housenky požadované šířky se provádějí příčné oscilační pohyby elektrody. Pokud se elektroda pohybuje pouze podél osy švu bez příčných oscilačních pohybů, pak je šířka housenky určena pouze silou svařovacího proudu a rychlostí svařování a pohybuje se od 0,8 do 1,5 průměru elektrody. Takové úzké (závitové) housenky se používají při svařování tenkých plechů, při nanášení první (kořenové) vrstvy vícevrstvého švu, při svařování metodou podepření a v jiných případech.

Nejčastěji se používají švy o šířce 1,5 až 4 průměrů elektrody, získané pomocí příčných oscilačních pohybů elektrody.

Nejběžnější typy příčných oscilačních pohybů elektrody při ručním svařování:
– rovné čáry podél přerušované čáry;
– půlměsíc s konci směřujícími ke svarovému švu;
– půlměsíc s konci směřujícími ve směru svařování;
trojúhelníky;
– smyčkový tvar se zpožděním na určitých místech.

Obr. 2. Hlavní typy příčných pohybů konce elektrody: a, b, c, d – pro konvenční švy

Příčné pohyby podél přerušované čáry se často používají k získání návarových housenek, při svařování plechů koncovými konci bez zkosení hran v dolní poloze a v případech, kdy neexistuje možnost propálení svařované části.

Pohyby ve tvaru půlměsíce s konci směřujícími ke svarovému švu se používají pro tupé svary se zkosenými hranami a pro rohové svary s délkou ramene menší než 6 mm, prováděné v libovolné poloze elektrodami o průměru do 4 mm.

Trojúhelníkové pohyby jsou nevyhnutelné při provádění rohových svarů s odbočkami svaru většími než 6 mm a tupých svarů se zkosenými hranami v jakékoli prostorové poloze. V tomto případě se dosáhne dobrého provaření kořene svaru a uspokojivého vytvoření svaru.

Smyčkové pohyby se používají v případech vyžadujících vysoký ohřev kovu na okrajích svaru, zejména při svařování plechů z vysoce legovaných ocelí. Tyto oceli mají vysokou tekutost a pro uspokojivé vytvoření svaru je nutné držet elektrodu na okrajích, aby se zabránilo propálení ve středu svaru a vytékání kovu ze svarové lázně při vertikálním svařování. Smyčkové pohyby lze úspěšně nahradit srpkovitými pohyby s obloukovým přidržováním na okrajích svaru.

Metody vyplňování švu podél délky a průřezu. Švy podél délky se provádějí v průchodu a metodou obráceného kroku. Podstata metody průchodového svařování spočívá v tom, že šev se provádí od začátku do konce v jednom směru.

Metoda s obráceným krokem spočívá v rozdělení dlouhého švu na relativně krátké části.

V závislosti na způsobu vyplňování švů napříč průřezem se rozlišují jednovrstvé švy, vícevrstvé vícevrstvé švy a vícevrstvé švy.

Pokud se počet vrstev rovná počtu průchodů, pak se takový šev nazývá vícevrstvý. Pokud se některé vrstvy provádějí v několika průchodech, pak se takový šev nazývá vícevrstvý.

Obr. 3. Schémata vyplňování švů podle řezu: a – jednovrstvé a jednoprůchodové, b – vícevrstvé a víceprůchodové, c – vícevrstvé

Obr. 4. Schémata pro vyplnění vícevrstvého švu s malým časovým intervalem: a. b— sekce, a— kaskáda, e—kopec

Vícevrstvé švy se častěji používají v tupých spojích, vícevrstvé švy se používají v rohových a T-spojích.

Pro rovnoměrnější ohřev svarového kovu po celé jeho délce se svary provádějí pomocí dvouvrstvých, sekčních, kaskádových a haldových metod a všechny tyto metody jsou založeny na principu reverzního krokového svařování.

Podstata metody dvojité vrstvy spočívá v tom, že druhá vrstva se nanáší na první vrstvu před jejím vychladnutím, po odstranění svařovací strusky. Svařování na délce 200-400 mm se provádí v opačných směrech. Tím se zabrání vzniku horkých trhlin ve švu při svařování kovu o tloušťce 15-20 mm, který má značnou tuhost.

U ocelových plechů o tloušťce 20-25 mm a více se k prevenci trhlin používá kaskádové nebo haldové svařování. Vyplňování vícevrstvého švu u profilového a kaskádového svařování se provádí, jak je patrné z obr. 49, po celé tloušťce svaru v určité délce kroku. Délka kroku se volí tak, aby kov u kořene švu měl během procesu vytváření švu po celé tloušťce teplotu alespoň 200 °C. V tomto případě má kov vysokou plasticitu a netvoří se trhliny. Délka kroku pro kaskádové svařování je 200-400 mm a pro profilové svařování je delší. Haldové svařování se provádí v vrstvách po celé tloušťce kovu. Způsob svařování se volí v závislosti na chemickém složení a tloušťce kovu, počtu vrstev a tuhosti svařovaného výrobku.

Vícevrstvé svařování má oproti jednovrstvému svařování následující výhody:
1. Objem svarové lázně se zmenšuje, v důsledku čehož se zvyšuje rychlost chlazení kovu a zmenšuje se velikost zrna.
2. Chemické složení svarového kovu se blíží chemickému složení navařeného kovu, protože nízký svařovací proud při vícevrstvém svařování přispívá k roztavení nevýznamného množství základního kovu.
3. Každá následující vrstva svaru tepelně zpracovává kov předchozí vrstvy a svarový kov má jemnozrnnou strukturu se zvýšenou plasticitou a viskozitou.

Každá vrstva svaru by měla mít tloušťku 3-5 mm (při svařování nízkouhlíkové oceli) v závislosti na síle svařovacího proudu.

Při svařovacím proudu 100 A oblouk roztaví kov horní vrstvy do hloubky asi 1,5 mm a kov spodní vrstvy (hloubka více než 1,5 mm) se zahřeje z 1500 na 1100 °C a po rychlém ochlazení vytvoří jemnozrnnou litou strukturu.

Při svařovacím proudu 200 A lze tloušťku vrstvy zvětšit na 5 mm a tepelné zpracování spodní vrstvy proběhne v hloubce asi 2,5 mm.

Tepelné zpracování kořenového svarového kovu pro dosažení jemnozrnné struktury se provádí nanesením svarové housenky, která se provádí elektrodou o průměru 3 mm při svařovacím proudu 100 A. Před nanesením svarové housenky se kořen svaru očistí tepelným řezáním nebo řezačkou. Svarová housenka se nanáší po délce v jednom průchodu.

Tepelné zpracování kovu vrchní vrstvy se provádí nanesením žíhací (dekorativní) vrstvy. Tloušťka žíhací vrstvy by měla být minimální (1-2 mm), což zajišťuje vysokou rychlost chlazení a jemnozrnnou strukturu vrchní vrstvy. Žíhací vrstva se provádí elektrodami o průměru 5-6 mm při proudu 200-300 A v závislosti na tloušťce plechu.

Ukončení svaru. Na konci svaru nesmí být oblouk okamžitě přerušen a na povrchu kovu musí zůstat kráter. Kráter může způsobit prasklinu ve svaru v důsledku přítomnosti nečistot, především síry a fosforu. Při svařování nízkouhlíkové oceli se kráter vyplňuje elektrodovým kovem nebo se přisouvá na základní kov. Při svařování oceli náchylné k tvorbě zpevňujících mikrostruktur není přisouvání kráteru možné z důvodu možnosti vzniku trhlin. Nedoporučuje se svařovat kráter přes několik přerušení oblouku a zapálení v důsledku vzniku oxidové kontaminace kovu. Nejlepším způsobem ukončení svaru je zaplnit kráter kovem zastavením translačního pohybu elektrody směrem dolů a pomalým prodlužováním oblouku, dokud se nepřeruší.

V soukromém domě, na chatě, v garáži a dokonce i v bytě – existuje mnoho úkolů, které vyžadují svařování kovů. Tato dovednost je obzvláště potřebná při stavbě. Často budete muset něco svařovat nebo řezat. A pokud to stále umíte řezat bruskou, pak už není nic, čím by se kovové části daly pevně spojovat, kromě svařování. A pokud si opravy provádíte sami, pak si svařování můžete udělat sami. Zejména v místech, kde není vyžadován úhledný šev. Na našich webových stránkách vám řekneme, jak svařovat.

Druhy elektrického svařování

Elektrický oblouk může vznikat stejnosměrným i střídavým proudem. Svařovací transformátory svařují střídavým proudem a invertory svařují stejnosměrným proudem.

Práce s transformátorem je obtížnější: proud je střídavý, v důsledku čehož svařovací oblouk „skáče“, samotné zařízení je obtížné a příliš velké a během provozu zařízení vydává velký hluk z oblouku i samotného transformátoru. Kromě toho existuje ještě jedna nevýhoda: během svařování transformátor způsobuje silné přepětí v síti, které může poškodit vaše nebo sousedovy domácí spotřebiče.

Střídače fungují převážně ze sítě 220 V. Zároveň mají malé rozměry a hmotnost (asi 3-8 kilogramů) a nevydávají mnoho hluku, prakticky nemají vliv na síť. Navíc, protože oblouk je způsoben stejnosměrným proudem, nepřeskakuje, je snazší jej míchání a ovládání. Pokud se tedy rozhodnete naučit se svařovat kov, měli byste začít se svařovacím střídačem a teprve poté přejít k transformátoru.

Technologie svařování

Pro vznik elektrického oblouku jsou zapotřebí dva vodivé prvky s opačným nábojem. Jedna je kovová část a druhá je elektroda.

Elektrody používané pro ruční obloukové svařování mají kovové jádro potažené speciální ochrannou směsí. Existují také grafitové a uhlíkové nekovové svařovací elektrody, ale ty se používají pro speciální práce a začínající svářeč je pravděpodobně nebude potřebovat.

Když se elektroda a kov s různou polaritou dostanou do kontaktu, vznikne elektronový oblouk. Po jeho vzniku se kov začne tavit v místě, kam je namířen. Současně se taví kov elektrodové tyče, který se s elektrickým obloukem přenáší do tavné zóny: svarové lázně.

Jak vzniká tavná lázeň. Bez pochopení tohoto procesu nebudete schopni správně svařovat kov.

Během procesu se také ochranný povlak spálí, částečně se roztaví, částečně se odpaří a uvolní určité množství horkých plynů. Plyny obklopují svarovou lázeň a chrání kov před interakcí s kyslíkem. Jejich složení závisí na typu ochranného nátěru. Roztavená struska také pokrývá kov, což také pomáhá udržovat jeho teplotu. Pro správné svařování musíte zajistit, aby struska pokryla svarovou lázeň.

Svarový šev se vytváří při pohybu lázně. A pohybuje se s pohybem elektrody. To je celé tajemství svařování: elektrodu je třeba pohybovat určitou rychlostí. Důležité je také zvolit správný úhel sklonu a parametry proudu v závislosti na požadovaném typu spojení.

Jak kov chladne, vytváří se na něm krusta strusky – výsledek spalování ochranných plynů. Ta také chrání kov před kontaktem s kyslíkem přítomným ve vzduchu. Po ochlazení se do něj klepe kladivem. To způsobuje odlétávání horkých úlomků, proto je nutné nosit ochranné brýle, abyste si neporanili oči.

Jak se naučit vařit svařováním

Vše začíná přípravou pracoviště. Bezpečnosti při práci s elektrickým svařováním je třeba věnovat zvýšenou pozornost: hrozí nebezpečí úrazu elektrickým proudem i vysokými teplotami. Berte proto svou přípravu vážně.

Je pohodlnější naučit se svařovat elektrickým svařováním na tlustém kusu kovu: je lepší na něm cvičit. Kromě ní a svářečky budete potřebovat kamaše (silné rukavice) a svářečskou masku. Potřebujete také silné oblečení, které chrání celé tělo, a odolné boty s tlustou kůží. Musí odolat jiskrám a vodnímu kameni. Budete také potřebovat kladivo a drátěný kartáč, abyste strusku odklepli. K ochraně očí budete potřebovat brýle.

Jak připojit elektrodu

Pro začátečníky bude snazší provádět svářečské práce, pokud si vezmou univerzální elektrodu o průměru 3 mm (přesněji 3,2 mm). Jsou dražší, ale lépe se s nimi pracuje. Poté, co se naučíte svařovat kov, můžete zkusit použít levnější, ale je lepší začít s těmito.

Elektroda je vložena do držáku připevněného k jednomu ze svařovacích kabelů. Existují dva typy svorek – pružinové a šroubové. Pokud je držák elektrody odpružený, stiskněte tlačítko na rukojeti a vložte elektrodu do zobrazené zásuvky. Při upnutí šroubem se rukojeť otáčí. Odšroubujte ji, vložte elektrodu a upněte ji. V žádném případě by se neměl viklat. Po instalaci elektrody můžete připojit kabely.

DC svářečka má dva výstupy: kladný a záporný. K dispozici jsou také dva svařovací kabely:

• jeden je zakončen kovovým držákem – je připojen k dílu;
• druhý je držák pro elektrodu.

Polaritu, kterou je třeba pro svařování zařadit, závisí na typu práce. Pokud mluvíme o střídačích, pak se plus častěji připojuje k malé části a mínus k elektrodě. Tento typ připojení se nazývá přímá polarita. Existuje však seznam případů, kdy se připojuje obrácená polarita: mínus k malé části, plus k elektrodě (například pro svařování nerezové oceli).

Přímá a obrácená polarita připojení na svařovacím invertoru

Přímá polarita zajišťuje lepší ohřev kovu, což je nezbytné pro většinu spojení. To se vysvětluje skutečností, že elektrony se pohybují od záporně nabitého pólu – u přímé polarity je to elektroda – ke kladnému – součásti. Zároveň navíc přenášejí do kovu svou vlastní energii, čímž zvyšují jeho teplotu.

Začněte svařovat: zapalte oblouk

Přišli jsme na to, jak připojit elektrodu k invertoru. Nyní o tom, jak zapálit oblouk. Objeví se, když se elektroda dotkne a detaily. Existují 2 možnosti:

Název to jasně říká: v jednom případě musíte elektrodu vést podél švu (aby nezůstaly žádné stopy), ve druhém případě několikrát zasáhnout část špičkou elektrody.

Když je elektroda nová, její hrot je odkrytý, snadno dojde k zapálení. Pokud by se již používal, vytvořila by se kolem tyče několikamilimetrová stěna ochranného povlaku. Tento povlak je třeba odstranit několikanásobným úderem špičky do součásti.

Lze použít obě možnosti zapalování, zde si můžete zvolit metodu, která je pro vás pohodlnější.

Výsledkem je, že vezmete několik elektrod, tlustý kus kovu a pokusíte se zapálit oblouk. Jakmile to dokážete, můžete pokračovat k dalšímu kroku učení.

Sklon elektrody

Základní poloha elektrody je mírně nakloněná směrem k sobě – v úhlu 30° až 60°. Hodnota náklonu se volí v závislosti na požadovaném svaru a nastaveném proudu. Zohledňuje se stav svarové lázně.

První poloha se nazývá „úhel zpět“. V tomto případě se lázeň a roztavená struska pohybují za hrotem elektrody. Její úhel sklonu a rychlost pohybu by měly být takové, aby struska měla čas pokrýt roztavený kov. V této poloze dochází k ohřevu kovu do větší hloubky.

Technika ručního obloukového svařování: Poloha elektrody

Jsou situace, kdy se kov nemusí příliš zahřívat. Poté se úhel sklonu změní na opačný, šev a vana se „natáhnou“ za elektrodu. V tomto případě je hloubka ohřevu minimální.

Pohyby elektrod

Odpověď na otázku „jak správně svařovat elektrickým svařováním“ je jednoduchá: musíte ovládat svarovou lázeň. K tomu je nutné držet elektrodu ve vzdálenosti 2-3 mm od kovového povrchu a kontrolovat stav a velikost svarové lázně. V tom spočívá dovednost svářeče.

Obtíž spočívá v tom, že zároveň je nutné mít pod kontrolou určitý počet charakteristik:

• pohybujte elektrodou po jedné z trajektorií zobrazených na fotografii;
• jak ho pálíte, snižte ho o něco níž a udržujte systematickou vzdálenost 2-3 mm;
• pozorujte objem a stav svarové lázně, zrychlujte nebo zpomalujte pohyby elektrody;
• sledujte směr švu.

Ti, kteří se chtějí naučit elektrické svařování pro domácí použití, nemusí zvládat všechny, ale budou pro vás potřeba dva nebo tři pohyby: pro různé situace, švy a kovy.

Dalším prvkem techniky ručního obloukového svařování je, že hrot elektrody se musí pohybovat po jedné z těchto trajektorií (nebo po něčem podobném).

Jak se naučit svařovat elektrickým proudem? Procvičujte si pohyby na silném kusu kovu. Pak nezískáte švy, ale housenky. Tato fáze je počáteční. V ní si osvojíte základní dovednosti svářeče: naučíte se ovládat vzdálenost od hrotu elektrody k součásti a zároveň ji pohybovat po dané trajektorii, sledovat tavnou lázeň a strusku v ní.

Chcete-li to provést, vezměte si tlustý kov, nakreslete na něj křídou čáru: podél něj budete muset položit váleček. Zapalte oblouk a začněte zvládat pohyby, přičemž se naučíte ovládat lázeň. Nebude se vám to dařit napoprvé, ani po desáté. Pravděpodobně spotřebujete asi deset elektrod. Jakmile si osvojíte techniku ručního obloukového svařování: váleček je rovnoměrný, jeho šířka a výška jsou konstantní (nebo téměř), můžete se pokusit spojit díly.

Jak správně svařovat kov

Naučit se správně držet elektrodu a pohybovat lázní nestačí k dosažení dobrého výsledku. Je nutné znát některé jemnosti chování spojovaných kovů. Zvláštností je, že šev „táhne“ díly, což může způsobit jejich zkosení. V důsledku toho se tvar výrobku může značně lišit od zamýšleného.

Technologie elektrického svařování: před zahájením nanášení švu se díly spojují pomocí cvočků – krátkých švů umístěných ve vzdálenosti 80-250 mm od sebe

Proto se před prací díly zajišťují svorkami, páskami a dalšími pomůckami. Kromě toho se vyrábějí připínáčky – krátké příčné švy položené každých několik desítek centimetrů. Ty díly spojují a dávají výrobku jeho tvar. Při svařování spojů se aplikují na obě strany: tímto způsobem se kompenzují výsledná napětí. Teprve po těchto přípravných opatřeních se začíná se svařováním.

Jak zvolit proud pro svařování

Je nemožné naučit se svařovat pomocí elektrického svařování, pokud nevíte, jaký proud nastavit. Záleží na tloušťce svařovaných dílů a použitých elektrodách. Jejich závislost je uvedena v tabulce.

Průměry elektrod	Ток
1,6 milimetr	35 – 60 A;
2,0 milimetr	30 – 80 A;
2,5 milimetr	50 – 110 A;
3,0 milimetr	70 – 130 A;
3,2 milimetr	80 – 140 A;
4,0 milimetr	110 – 170 A;
5,0 milimetr	150 – 220 A;

Tloušťka kovu	Tloušťka elektrody
2 – 3 milimetrů	1,6; 2,0
3 – 5 milimetrů	2,0; 2,5; 3,0; 3,2; Xnumx
5 – 8 milimetrů	3,0, 3,2, 4,0; 5,0

Ale u ručního obloukového svařování je vše propojeno. Například kleslo napětí v síti. Střídač jednoduše nedokáže vyrobit požadovaný proud. Ale i za těchto podmínek se dá pracovat: můžete elektrodu pohybovat pomaleji a dosáhnout tak dobrého ohřevu. Pokud to nepomůže, změňte typ pohybu elektrody – několikrát přejeďte přes jedno místo. Další možností je použít tenčí elektrodu. Kombinací všech těchto metod můžete dosáhnout dobrého svaru i za takových podmínek.

Nyní víte, jak správně svařovat. Zbývá už jen zdokonalit své dovednosti. Vyberte si svářecí stroj, elektrody a svářecí masku a pak začněte cvičit.