2 Сущность ручной дуговой сварки покрытыми электродами

Рис. 2.1. Схема ручной дуговой сварки метал­лическим электродом с покрытием (стрелкой указано направление сварки): 1 — металлический стержень; 2 — покрытие электрода, 3 — газовая атмосфера дуги; 4 — сварочная ванна, 5 — затвердевший шлак; 6 — закристаллизовавшийся металл шва, 7 — основной металл (изделие), 8 — капли рас­плавленного электродного металла, 9 — глу­бина проплавления.

Сущность РДС.

Под действием электрической дуги, горящей между покрытым электродом и основным металлом (рис. 2.1), кромки свариваемой детали расплавляется и образуется сварочная ванна, которая после кристаллизации образует сварочный шов. Защита жидкого металла от воздействия воздуха производится газовой защитой и шлаковой защитой.

Сварные соединения.

Сварным соединением называется участок конструкции или изделия, отдельные части которого соединены с помощью сварки.

Рис. 2.2. Виды сварных соединений: а - стыковое,

б – угловое, в – тавровое,

г – нахлесточное.

Стыковое сварное соединение (встык) (рис.2.2 а). Наиболее распространено, по сравнению с нахлесточными более экономично, имеет повышенную прочность и легко контролируется, но требует точной сборки, а в некоторых случаях предварительной подготовки (разделки кромок).

Нахлесточные сварные соединения (рис. 2.2 г). По сравнению со стыковыми легко собираются, не требуют предварительной механической обработки, но не экономичны, менее прочны и трудно контролируются.

Тавровые сварные соединения (рис.2.2 в).

Угловые сварные соединения. Применяются при неответственных конструкциях и обычно не рассчитываются (рис. 2.2 б)

Сварные швы.

Сварным швом называется закристаллизовавшийся металл, который в процессе сварки был в жидком состоянии (рис. 2.3).

Рис. 2.3. Внешний вид соединения:

1—выпуклость шва, 2 — сварной

шов, 3 — сварочная ванна,

4—кром­ки, 5 — металл шва,

6 — основной металл, 7 — корень

шва.

.

Сварные швы классифицируются.

1. По форме поперечного сечения: стыковые (рис.2.2а) и угловые (рис. 2.2 б,в,г.).

2. По положению в пространстве: Н – нижнее, В – верхнее, Г – горизонтальное, П – потолочное (рис. 2.4).

Рис. 2.4. Расположение сварного шва в пространстве: 1 — нижнее; 2 — вертикальное или горизонтальное; 3 — потолочное.

3. По конфигурации: прямолинейные, криволинейные, кольцевые

4. По протяженности: сплошной, прерывистый с шахматным расположением элементов (2.5а), прерывистый с цепным расположением элементов (2.5 б).

5. По применяемому способу сварки: ЭШС, ЭЛС, АСФ.

6. По способу удержания расплавленного металла: со вставками, с медными подкладками (съёмные и остающиеся), с поддувом защитного газа (см. рис 1.6…1.10).

7. По количеству наложенных слоёв: однослойные, двухслойные, многослойные (рис.2.6).

По расположению деталей относительно друг друга: под острыми и тупыми углами

Рис. 2.5. Прерывистые швы: а — цепной, б — шахматный, l — длина провариваемого участка, t — шаг шва.

Рис. 2.6. Поперечные се­чения стыковых швов:

а — однослойные, б — многослойные, в — много­проходные, I—VI — слои;

1—11 — проходы

8. По действующему на шов усилию: лобовые, фланговые, комбинированные, косые (рис. 2.7).

9. По объёму наплавленного металла: нормальный, вогнутый, выпуклый (рис. 2.8).

10. По форме свариваемой конструкции: плоские, сферические.

11. По форме подготовки кромок под сварку (для РДС ГОСТ 5264) С, Т, Н, У.

1 – без разделки кромок

2 – с разделкой кромок

3 – с зазором (с гарантированным зазором)

4 – без зазора

5 – с разделкой одной кромки

6 – с разделкой двух кромок

7 – с односторонней разделкой кромки

8 – с двусторонней разделкой кромки

9 – с прямолинейным скосом кромки

10 – с криволинейным скосом кромки

11 – с ломаным скосом кромки

12 – с симметричной разделкой кромок

13 – с несимметричной разделкой кромок

14 – односторонний шов

15 – односторонний шов с подваркой корня шва

16 – двухсторонний шов

Рис.2.7. Сварные швы в зависимости от действующего на шов, усилия.

Рис 2.8. Нормальный (а), выпуклый (б) и вогнутый (в) швы g — выпуклость шва, m - вогнутость шва.

Элементы геометрической формы подготовки кромок и швов.

Рис. 2.9 Элементы геометрической формы подготовки кромок (а) и сварного шва (б), где:  - угол разделки кромок;  - угол скоса кромки; с – величина притупления; b – зазор; S, S₁ – толщина детали; е – ширина шва; q – высота усиления.

Обозначение сварочных швов на чертежах.

Условное изображение, обозначающее, на чертежах шов сварного соединения устанавливается ГОСТом 2312-72, ЕСКД.

Видимый шов – это сплошная основная линия, невидимый – штриховая линия, сварная точка «-» или «+», невидимая точка никак не обозначается.

Нестандартные швы изображают с указанием конструктивных элементов. Чертежи сварных деталей оформляют как сборочные чертежи.

Обозначение способов сварки принятое в ГОСТах: ГОСТ 5264 – швы сварных соединений при РДС, ГОСТ 11534 – РДС сварные соединения под острыми и тупыми углами, электродуговая не обозначается.

Э – электрозаклепки

Ф – под флюсом

Р – ручная

П – полуавтоматическая

А – автоматическая

Ш – ЭШС

И – индукционная

Пл – плазменная

РнЗ – ручная неплавящимся электродом в защитных газах

Пример: ГОСТ 5264-80-Т4-РнЗ-3-50z100

 - шов выполнять при монтаже изделия

шов по замкнутому контуру

Т4 – тавровое соединение

3 – катет шва 3мм

z – шахматное расположение элементов шва

100 – шаг

50 – длина элемента шва

усиление шва снять

 - обработать с плавным переходом к основному металлу

┐ – шов по незамкнутому контуру.

Сварочные материалы

Электроды.

Электродом называется металлический или неметаллический стержень, предназначенный для подвода тока к сварочной дуге.

Электроды классифицируются:

1. По физическим свойствам.

   • Плавящиеся

   • Неплавящиеся

   • Металлические

   • Неметаллические

2. По назначению.

   • Для сварки

   • Для наплавки

   • Для резки

3. По типу покрытия.

Неметаллические электроды

К ним относятся:

• Угольные

• Графитовые

• Вольфрамовые

Угольные.

ГОСТ 10720-75. Изготавливаются из электротехнического угля. Предназначен для сварки, резки, наплавки.

Графитовые электроды.

Изготавливаются из синтетического графита диаметром от 4 до 18мм, длиной 250…750мм. Предназначены для сварки, резки, наплавки.

Графитовые электроды более электропроводны и стойки. Стойкость угольных электродов увеличивается при их омеднении.

Вольфрамовые электроды.

ГОСТ 23949-80. Температура плавления 3395С, диаметр 0,5…10мм, длина стандартная 75, 150, 200, 300мм, изготавливаются из чистого вольфрама. Изготавливаются путем порошковой металлургии – сначала прессовка, затем спекание и проковка. Чем тоньше электрод, тем больше его проковывание, тем больше плотность и стойкость и более долговечно.

ЭВЧ – электрод вольфрамовый чистый, для сварки алюминия и его сплавов.

Для повышения стойкости электрода в них вводят следующие добавки:

ЭВТ 5 – оксид тория 0,5 %.

ЭВЛ 20 – оксид лантана 2 %.

ЭВИ 15 – оксид иттрия 1,5 % (наиболее стойкие).

Покрытые электроды.

Назначение покрытия – создание газовой или шлаковой защиты (от газов из окружающего воздуха).

Раскисление – это связывание и вывод кислорода.

Легирование – это придание специальных свойств, стабилизация, горение дуги, уменьшение скорости охлаждения.

Компоненты покрытия.

1. Шлакообразующие (мел, мрамор, руды, кварцевый песок) – создают на поверхности металл шлаковую защиту, снижает скорость охлаждения, удаляет неметаллические и газовые включения.

2. Газообразующие (крахмал, мука, целлюлоза) – создают газовую защиту (СО, СО₂).

3. Раскисляющие (Mn, Si, Ti, Al) – снижает содержание кислорода путем связывания его в соединения, которые затем всплывают в шлак.

4. Легирующие (Cr, Ni) – придаёт специальные свойства.

5. Стабилизирующие (К, Са, Na) – придают устойчивость горению дуги, легкость зажигания путем снижения потенциала ионизации.

6. Связывающие предназначены для склеивания компонентов между собой и со стержнем электрода (жидкое стекло, декстрин, желатин).

Виды покрытия.

1. Кислые (А) – окислы железа, марганца, кремния. Сварка осуществляется в любом положении, на любом токе, по не зачищенным покрытиям. Применяются для неответственных конструкций, много брызг, токсичных выделений (СМ – 5, КПЗ – 32, УНЛ – 1)

2. Рутиловые (Р) – это окислы титана и кремния. Сварка в любом положении, на любом токе, брызг и выделений мало, но возможны трещины (МР – 3, АНО, ОЗС, РВУ).

3. Основное (Б) – это мел, мрамор, плавиковый шпат. Сварка в любом положении. Выполняются ответственные швы для ответственных конструкций. Сварка только на постоянном токе обратной полярности. Очень чувствительны к влажности, длинной дуге и обрывам дуги (УОНИИ 13/45ЦУ - 7)

4. Целлюлозные (Ц) – целлюлоза, мука. Обеспечивают газовую защиту, тонкий шлак дают для тонких деталей.

5. П – прочие.

6. Ж – содержат железа более 25 %

7. РБ (содержащие две буквы в обозначении) – смешанные покрытия.

Покрытия изготавливают прессовкой или окунанием.

Обозначение и маркировка покрытых электродов.

Э42А – УОНИИ 13/45 – 30 – УДГ2

Е41 2 (5) – Б10

Э42А – тип электрода (относится к стержню)

Э – электрод

42 – предел прочности, кгс/мм².

А – улучшенный

УОНИИ 13/45 – марка электрода

30 – диаметр электрода

У – для углеродистых сталей

(Л) – легированные

(Т) – теплоустойчивые

(В) – высоколегированные

(Н) – для наплавки

Д – толсто покрытые электроды

(М) – тонко покрытые

(С) – средне покрытые

(Г) – особо толстое покрытие

1, 2, 3 – класс изготовления

Е41 2(5) – свойства наплавляемого металла

41 – предел прочности

2 – удельная вязкость

5 – относительное удлинение

Б – основное покрытие

1 – сварка во всех положениях

(2) – во всех, кроме вертикального сверху вниз

(3) – нижнее, горизонтальное, вертикальное снизу вверх

(4) – нижнее и нижнее в лодочку

0 – указывает род и полярность тока

Лекция №3

Технология и техника ручной дуговой сварки покрытыми электродами

Параметры и режимы РДС. Выбор и расчет.

Режим сварки – это совокупность ряда параметров сварочного процесса обеспечивающих устойчивое горение дуги и получение сварочных швов заданного размера и качества.

Параметры РДС разделяются на основные и дополнительные.

Основные параметры:

1. Величина тока, А.

2. Род тока – переменный и постоянный

3. Полярность – прямая и обратная

4. Диаметр электрода, мм

5. Напряжение на дуге, В

6. Скорость сварки, м/час

7. Величина поперечных колебаний электрода, мм

Дополнительные параметры:

1. Величина вылета электрода, мм

2. Состав и толщина покрытия

3. Начальная температура основного металла, С⁰

4. Положение электрода в пространстве

5. Наклон электрода вдоль шва (положение изделия)

6. Длина дуги, мм.

Диаметр электрода.

Диаметр электрода зависит от толщины основного металла, марки стали, формы разделки, положения шва и вида соединения.

Таблица 1. Выбор диаметра электрода от толщины металла.

S, мм	1,5	2	3	4-5	6-8	9-12	13-15
d,мм	1,6	2	2,3	3,4,5	3,4,5	3-4,5	3,4,5

При S>5 необходима разделка кромок, поэтому dэ=3 используется при наложении первого корневого шва, остальные для заполнения разделки. При сварке нержавеющей стали dэ должен быть не больше 3мм. Потолочные швы выполняются dэ не более 3-4мм.

Род тока.

Переменный ток более дешев, но сварка менее стабильна и вероятность появления дефектов больше. Поэтому род тока выбирается в зависимости от ответственности конструкции, от наличия материалов.

Полярность тока.

Выбор полярности зависит от вида покрытия и вида свариваемого металла, его толщины, так как полярность влияет на геометрию шва.

При обратной полярности выделяется большее количество теплоты на электроде, чем на изделии. Поэтому при сварке покрытыми электродами лучше применять её. Прямую полярность применяют при сварке неплавящимся электродом.

Величина сварочного тока.

Определяется по формуле: Iсв=Fэл^.

Fэл – это площадь поперечного сечения электрода

Fэл=d²/4

Iсв=^.d²/4

Таблица 2. Коэффициент γ

Вид покрытия	Диаметр электрода
	3	4	5	6
Кислое рутиловое	14-20	11,5 – 16	10 – 13,5	2,5 – 12,5
Основное	13 – 18,5	10 – 14,5	9 – 12,5	8,5 – 12

I_{св. осн.}= (30 – 40)·dэл

I_{св. рут.}=(20+6dэл)·dэл

Напряжение дуги.

Обычно выбирается в пределах 20 – 36 В

U_д.осн=12+0,4^.I_св/d_эл

U_д.рут=12+1,7^.I_св/d_эл

Напряжение не регламентируется при РДС, но с ним напрямую связана длина дуги. То есть чем больше напряжение, тем больше длина дуги.

Скорость перемещения дуги.

=г/А^.час; =7,8 [г/см³]; F_н – [см²]

Величина поперечных колебаний электрода.

Выбирается в зависимости от необходимой ширины накладываемого валика. Если продольное перемещение электрода совершается без поперечных колебаний (ниточные швы)

е=(0,8 – 1,5)dэ – ширина шва.

При наплавке и сварке высоколегированных сталей

е 3dэ

При нормально сформированном однопроходном шве.

е=(2 – 4)dэ

Влияние основных параметров на форму шва.

1. При увеличении Iсв (все остальное const) все параметры шва увеличиваются (е, q, g).

2. При увеличении dэ (все остальные const).

3. Род и полярность тока: прямая и переменная.

4. Скорость сварки. При незначительном увеличении скорости сварки глубина проплавления возрастает, ширина шва и высота усиления уменьшается. При дальнейшем увеличении скорости сварки все параметры уменьшаются, могут возникнуть непровары.

5. Напряжение на дуге. На ширину шва напряжение влияет больше, чем на глубину проплавления (g).

Дополнительные параметры.

6. Вылет электрода. Чем больше вылет электрода, тем больше нагрев, тем больше скорость плавления, меньше давление дуги, меньше глубина шва, больше ширина шва. Чем больше dэ, тем больше может быть колебания вылета электрода без существенных изменений формы шва.

7. Состав и толщина покрытия. Увеличение толщины слоя покрытия и введение в его состав тугоплавких веществ, увеличивают величину козырька на электроде, уменьшает блуждание, увеличивает g,уменьшает ширину шва е.

8. Начальная температура свариваемого изделия. Изменение начальной температуры от -60 до +80, не оказывает существенного влияния на форму шва. Подогрев основного металла от 100 до 400 приводит к увеличению ширину шва (е), глубину проплавления (g). Причем ширина шва (е) растет более интенсивно. Аналогично, ширина шва растет при многослойной сварке, аналогично проходам.

9. Положение электрода в пространстве. При сварке вертикальных, горизонтальных, потолочных швов, возникает опасность стекания металла и шлака из-за большого объема сварочной ванны.

I_{св. вер} к=0,9

I_{св. гор}=0,9(3040)dэ

I_{св. пот} к=0,8

Также меняется форма шва.

10. Наклон электрода вдоль шва (углом вперёд, нормальное, углом назад).

Чем больше прослойка жидкого металла между дугой и основным металлом, тем меньше глубина проплавления и больше ширина шва.

11. Длина дуги L_д. Чем больше длина дуги, больше ширина шва, тем меньше глубина проплавления.

Длина дуги:

L_д=(0,51,1)dэ

L_д<0,5 dэ – короткие замыкания

L_д>1,1dэ – нестабильно горит

Определение числа проходов шва и площади поперечного сечения.

Q – высота всего шва.

Q=q+g

Коэффициент формы провара:

_пр=e/g;

_пр=0,54,0

opt _пр=(1,32,0)

Коэффициент усиления (формы валика):

_в=e/q; _в=710

Определение площади поперечного сечения.

F_н=F₁+2F₂+F₃

F₁=0,75e^.q

2F₂=(S-c)^2.tg/2

F₃=b^.S

Определение числа проходов:

F_к=(6…8)d_э – корневого шва

-F_с=(8…12)d_э – стыка

F_к – площадь поперечного сечения корневого шва.

F_с – площадь поперечного заполнения валиков.

F_н – площадь наплавленного металла.

Техника РДС.

1. Манипуляция электрода.

2. Заполнение разделки.

3. Сварка швов различной длинны.

• Короткий, 0 – 300 мм, весь электрод. Варится в один проход.

• Средние, обычно бывают на 2, 3 участка.

Если диаметр патрубка меньше 200 мм варят впрямую за один проход.

Если диаметр больше 200 мм – обратноступенчатым.

• Длинный – больше 1000 мм.

Рис 2.10. Многослойный шов

1—8 — последовательность выполнения отдельных проходов.

Рис. 2.11. Выполнение швов различной длины: а – короткие; б, в – средние; г – длинные. (1—7 — последовательность наложения швов)

Рис. 2.12. Стыковое соединение листов разной толщины: а — V-образное; б — Х-образное.

Подготовка кромок под сварку элементов разной толщины не отличается от подготовки кромок элементов 25 мм не более 5 мм, и для элементов, толщина кото­рых превышает 25 мм, не более 7 мм.

Если разность в толщинах свариваемых элементов больше указанной, то на элементе большей толщины де­лают скос с одной или с двух сторон до тонкого элемента по длине L, равной пятикратной разнице в толщинах элементов (рис. 9.4).

Заполнение разделки технологическими приёмами.

Для уменьшения скорости охлаждения и снижение вероятности появления закалочных структур используют многослойную сварку (рис 32).

Рис. 32. Схемы многословной сварки: а — последовательное наложение (блоками), б — «каскадный» метод; в — метод «горки».

Лекция № 4

Оборудование сварочного поста для ручной дуговой сварки покрытыми электродами

Сварочным постом называется рабочее место электро­сварщика, оборудованное комплектом соответствующей аппарату­ры и приспособлений. От правильной организации рабочего места в значительной мере зависят как обеспечение высокой производи­тельности труда сварщиков, так и надежное качество сварных швов и соединений (требования к организации рабочих мест регламентированы ГОСТ 12.3.003). Рабочие места сварщиков в зависимости от выполняемой работы и габаритов свариваемых изделий могут быть: стационарными, расположенными в специальных сварочных кабинах и передвижными, расположенными непо­средственно у этих, крупногабаритных изделий.

Рис. 1.1. Кабина электросварщика.

С тационарные посты применяют при сварке небольших изделий. Рабочие места оборудуют сва­рочными кабинами (рис. 1.1) размером 2000х2000 или 2000хЗ000 мм. Стены кабин делают высотой 1800—2000 мм, для лучшей вентиляции не доводя их до пола на 200—300 мм. В качестве ма­териала для стен используют несгораемые материалы. Стены окрашивают в светлые тона огнестойкой краской - хорошо поглощающими ультрафиолетовые лучи сварочной дуги. Дверной проем в ка­бине закрывают брезентовым занавесом на кольцах, пропитанным огнестойким составом. Полы в кабинах настилают из огнеупорно­го материала. Кабины должны хорошо освещаться дневным или искусственным светом и хорошо венти­лироваться. С этой целью кроме общей вентиляции устраивают местные отсосы, поглощающие вредные газы и пыль непосредст­венно в зоне их образования. Для сборки и сварки деталей внутри кабины устанавливают сварочный стол, высота которого 500 - 600 мм для работы, сидя и около 900 мм для работы стоя. Крышку стола площадью около 1 м² изготовляют или из листовой стали толщиной 15 - 20 мм, или из чугунной плиты толщиной около 25 мм, что лучше, так как чу­гунная крышка не коробится от нагревания. К нижней части крышки или к ножке стола приваривают стальной болт, служащий для крепления токоподводящего кабеля от источника сва­рочного тока и для заземления стола. Сбоку стола имеются два кармана для электродов разных марок и ящик, предназначенный для сбора огарков. В выдвижном ящике хранится инструмент (мо­лоток, зубило, стальная щетка и т. д.), а также технологическая документация. Для удобства ра­боты в кабине устанавливают металлический стул с подъемным винтовым сиденьем, изготовлен­ным из неэлектропроводного ма­териала (дерево, пластмасса и др.). Под ногами у сварщика должен находиться резиновый коврик.

Передвижные посты применяют при сварке изделий крупных габаритов: трубопроводов большой длины, металлоконструкций, сосудов и т. д. Для защиты работающих от ультрафиолетовых лучей сварочной дуги устанавливают переносные щиты, ширмы высотой 1,2 — 1,5 м из несгораемых материалов. Передвижные свароч­ные посты, как правило, применяются при монтаже и ремонтных работах. При этом часто используют переносные сварочные трансформаторы, сварочные агрегаты и выпрями­тели, устанавливаемые на специ­альные прицепы или закрытые автомобили. Такие прицепы и автомобили оборудованы спе­циальными рубильниками, к ко­торым подключены установки. При работе на различной высоте электроды и необходи­мый инструмент сварщика нахо­дятся в брезентовых сумках, подвешиваемых к поясу сварщи­ка, либо в специальных пеналах или ящиках. Для обеспечения удобства и безопасности работы делают подмости с перилами (инвентарные леса) или подве­шивают люльки. При работе на высоте и значительном уда­лении от источника питания при­меняют дистанционные регуля­торы сварочного тока. А при сварке в сосудах закрытого типа для обеспечения безопасных ус­ловий труда используют ограничители (отключатели) холостого хода.

Рис. 1.2. Схема ручной дуговой сварки на постоянном токе.

В зависимости от технологического процесса, (марки сва­риваемого материала и типа покрытия электрода) сварочные работы выполняют либо на переменном, либо на постоянном токе. Постоянный ток, по-сравнению с переменным, имеет то преиму­щество, что дуга горит стабильнее, а, следовательно, процесс сварки вести легче, особенно на малых токах.

Питание сварочных постов переменным током осуществляют от специальных трансформаторов, а постоянным током — от преобразователей и выпрямителей. На рис. 1.2 показана принципиальная электрическая схема поста для ручной дуговой сварки постоянным током От сети переменный ток напряжением 220 или 380 В через рубильник и предохранители подается к источнику питания – сварочному выпрямителю, где ток трансформи­руется до напряжения 60—75 В, необходимого для возбуждения дуги, и по сварочным приводам поступает на балластный реостат (вольт - амперная характеристика из жесткой преобразуется в падающую), регулирующий ступенчато величину сварочного тока, и электрододержатель подводится - к изделию.

При больших объемах сварочных работ рационально исполь­зовать многопостовые сварочные выпрямители, преобразова­тели или трансформаторы. Величину сварочного тока при этом регулируют на каждом рабочем посту балластными реостатами (при использовании постоянного тока) и дросселями (при использовании переменного тока). В многопостовых системах источник питания снабжает энергией одновременно несколько сварочных постов. Такая система создает условия для более рационального использования производственных площа­дей и значительного уменьшения расходов на электроэнергию и обслуживание обору­дования.

Д ля многопостовой сварки применяют мощный источник питания с жесткой внешней характеристикой (рис. 1.3).

Рис. 3. Принципиальная схема

многопостового источника: РН - реостат регулирования напряжения,

РД - балластный реостат

Для получения падающей характерис­тики на каждом сварочном посту свароч­ная дуга включается последовательно че­рез балластный реостат (рис. 4). Измене­нием сопротивления реостата регулируют сварочный ток по формуле:

Рис. 1.3. Принципиальная схема

многопостового источника: РН - реостат регулирования напряжения,

РД - балластный реостат

где U_В,- напряжение на зажимах выпрями­теля (оно обычно равно 70 В), U_Д - напряжение дуги, R - сопротивление балластного резистора (реостата).

Для ручной дуговой сварки покрытыми электродами используют многопостовые выпрямительные установки ВДМ-1001 или ВДМ-1601. Количество сварочных постов, которые можно подключить к многопостовому выпрямителю, определяют по формуле:

где n - количество постов; I - номинальный ток выпрямителя, А; I_O - наибольший ток, потребляемый одним сварочным постом; α - коэффициент одновременности работы постов, применяемый в расчетах равным 0,6-0,65.

Рис. 1.4. Балластный реостат типа РБ: а - внешний вид, б - принципиальная схе­ма, 1-22-сопротивления, I -V-рубильники.

Балластные реостаты (см. рис. 4). Назначение балластного реостата - создание падающей характеристики на каждом посту и регулирование сварочного тока. Реостатом производится ступенчатая регу­лировка сварочного тока в достаточно ши­роких пределах (20 ступеней). Реостат сос­тоит из пяти ступеней сопротивления, которые при помощи пяти рубильников могут включаться в цепь сварочной дуги. Каждая ступень включает в себя несколько элементов сопротивлений, выполненных из проволоки или ленты с большим удельным сопротивлением.

Из рис. 1.4 видно, что минимальный сварочный ток будет при включении рубильника I, а максимальный - при включе­нии всех пяти рубильников. Выпускаются балластные реостаты РБ-201, РБ-301 и РБ-501. Реостат РБ-201 дает возмож­ность регулировать сварочный ток от 10 до 200 А через каждые 10 А; РБ-301-от 15 до 300 А через каждые 15 А; РБ-501-от 25 до 500 А через каждые 25 А.

Электрододержатель - один из основных инстру­ментов электросварщика, от которого во многом зависят про­изводительность и безопасные условия труда.

Рис. 1.5. Конструктивные схемы электрододержатслей для ручкой ду­говой сварки: а — вилочные, б — пружинные, в — зажимные, г — безогарковые, д — двухэлектродные. е — со стопорным кольцом.

Электрододержатель должен удовлетворять следующим требованиям: быть легким (не более 0,5 кг) и удобным в обращении; иметь надежную изоляцию; не нагреваться при работе и обеспечивать наиболее полное расплавление электрода; обеспечивать быстрое и надежное закрепление электрода в удоб­ном для сварки положении; его зажимное устройство должно действовать без больших усилий как при закреплении электрода, так и при его смене; присоединение сварочного провода к стержню держателя должно быть прочным и обеспечивать надежный контакт. Электродержатели применяют для закрепления электрода и под­вода к нему тока при ручной дуговой сварке по ГОСТ 14651. Электродержатели допускают захват электрода не менее чем в двух положениях: перпендикулярно и под углом не менее 115° к оси электрододержателя. Токоведущие части электрододержателя необ­ходимо надежно изолировать от случайного соприкосновения со свариваемым изделием или руками сварщика.

Сопротивление изо­ляции не менее 5 МОм Изоляция рукоятки должна выдерживать без пробоя в течение 1 мин испытательное напряжение 1500 В при частоте 50 Гц. Превышение температуры наружной поверхности рукоятки при номинальном режиме работы не более 55 °С. По­перечное сечение рукоятки на длине, охватываемой ладонью свар­щика, должно вписываться в круг диаметром не более 40 мм. Схемы некоторых конструкций электрододержателей показаны на рис 1.5.

В некоторых из них для безопасности работы сварщика в момент прекра­щения процесса сварки предусмотрено либо ручное, либо автоматическое отключение тока. Один из таких электрододержатслей показан на рис. 1.6. Он состоит из губки 1, для зажима электрода, цилиндрической рукоятки 2 и трубки 3, изготовленных из пластических материалов и являющихся изоляторами. В рукоятке расположен цилиндрический контакт 4, в продольный канал 5 которого вставлен шток соединительного стержня 6. Соединительный стержень ввинчивается в трубку и фиксируется винтом 7. В трубку вставлен электрический провод 8. На оголенный участок провода надевается чашеч­ный контакт 10, который фиксируется в трубке винтом 11. При ввинчивании стержня 9 в трубку до соприкосновения его с контактом 10 электрическая цепь от провода до цилиндри­ческого контакта 4 замыкается. При одном - двух поворотах цилиндрической рукоятки стержень 6 вывинчивается из трубки 3 и образует зазор между ним и контактом 10, в результате чего электрическая цепь размыкается.

Щитки и маски (Рис. 1.7) применяют для защиты глаз и лица электро­сварщика от прямого излучения электрической дуги, брызг рас­плавленного металла и искр. Их изготовляют по ГОСТ 12.4035 из токонепроводящего, нетоксичного и невоспламеняющегося материала. Стандарт не распространяется на специализированные щитки и маски, предназначенные для работы в труднодоступных местах, в помещениях с повышенной загазованностью и при других особых условиях работы

Рис. 1.6. Электрододержатель, оборудованный системой ручного отключения тока

.

В нутренняя сторона корпусов щитков и масок должна иметь матовую гладкую поверхность черного цвета. Щиток имеет ручку овального сечения длиной не менее 120 мм, а маска снабжена устройством, удерживающим ее на наголовнике не менее чем в двух фиксированных положениях, опущенном (рабочем) и откинутом назад. Щитки и маски должны иметь массу не более 0,6 кг. Они комплектуются светофильтрами.

Рис. 1.7. Щиток (а) и маска-шлем (б) электросварщика

Светофильтр выбирается в зависимости от мощности дуги (сварочного тока).

По ГОСТ 12.4.080 выпускают стеклянные светофильтры сле­дующих марок (см. Таблицу 1.1):

Таблица 1.1. Выбор светофильтров по силе сварочного тока.

Светофильтры	Э-1	Э-2	Э-3	Э-4
Сварочный ток, А	30-75	75-200	200-400	> 400

Для вспомогательных рабочих при электросварке используются светофильтры В-1, В-2; В-3.

По заказу потребителя щитки и маски комплектуются по­кровным стеклом (за светофильтром) для защиты светофильтра от брызг металла, и защитным стеклом из оргстекла (перед светофильтром), которое защищает от инфракрасного излучения, его нужно 2 — 3 раза в месяц заменять новым. Рамка щитков и масок, предназначенная для установки стекол, должна иметь размеры в свету 40 х 90 мм. Нельзя пользоваться случайными цветными стеклами, так как они не могут надежно защищать глаза от невидимых лучей сварочной дуги, вызывающих хроническое заболевание глаз.

Д о п о л н и т е л ь н ы й и н с т р у м е н т. Для присоединения провода к изделию применяют винтовые зажимы типа струбцин, конец провода в которые впаивают твердым припоем. Зажимы должны обеспечивать плотный контакт со свариваемым изделием. Для зачистки швов и удаления шлака применяют проволочные щетки — ручные и с электроприводом. Для клеймения швов, вырубки дефектных мест, удаления брызг и шлака служат клейма, зубила и молотки.

Таблица 1.2. Площадь сечения провода в зависимости от силы тока.

Для хранения электродов при сварке на монтаже применяют брезентовые сумки длиной 300 мм, подвешиваемые к поясу свар­щика. В цеховых условиях для этой цели используют стаканы, изготовленные из отрезка трубы диаметром 50-75 мм, длиной 300 мм, с приваренным донышком — подставкой.

Сила тока, А	Площадь сечения провода, мм2
	одинарного	двойного
125 315 500	25 50 70	- 2 х 16 2 х 25

С в а р о ч н ы е п р о в о д а служат для подвода тока от сварочной машины или источника питания к электрододержателю и свариваемому из­делию. Электрододержатели снабжаются гибким изолированным проводом ПРГДО или ПРГД, сплетенным из большого числа медных, отожженных и луженых проволочек диаметром 0,18— 0,2 мм. Рекомендуемые сечения сварочного провода приведены в табл. 1.2. Применять провод дли­ной более 30 м не рекоменду­ется, так как это вызывает зна­чительное падение напряжения в сварочной цепи.

Пути повышения производительности труда при РДС.

G_н = I_св^._н/t – количество наплавленного металла в единицу времени.

Пути повышения производительности:

1. увеличение сварочного тока;

2. уменьшение времени.

Мероприятия по повышению производительности труда.

Два вида:

1. организационные:

   • рациональное расположение инструментов на рабочем месте.

   • Применение механических устройств для основных и вспомогательных работ.

2. технические:

• сварка гребенкой или пучком электродов. Можно увеличить сварочный ток, так как электроды горят попеременно.

Преимущество: производительность высокая.

Недостатки: в нижним положении, большая масса, плохое качество.

• Сварка с глубоким проваром (проплавлением) и увеличенной силой тока. Маркировка электрода УОНИИ 13/45 У.

• Сварка лежачим, наклонным электродом: электрод укладывается на изделие и поджигают другим электродом

Длина дуги = толщине покрытия

Один рабочий может обслуживать несколько изделий.

• Сварка трехфазной дугой.

Лекция № 5