Файл: Юрий Федорович ПодольскийСварочные работы. Электродуговая. Газовая. Холодная. Термитная. Контактная сварка.pdf

Ю. Ф. Подольский. «Сварочные работы. Электродуговая. Газовая. Холодная. Термитная. Контактная сварка»
49
плавления
; для углового шва – отношению ширины к толщине шва
. Форма и размеры сварного шва существенно влияют на качество сварного соединения. При руч- ной сварке покрытыми электродами коэффициент формы провара колеблется в пределах ψ
= 1,0–2,5.
Таким образом, по форме наружной поверхности стыковые швы могут быть нормаль- ными (плоскими), выпуклыми (с усилением) или вогнутыми (рис. 19, а – в). Причем вогну- тость стыковых швов недопустима, это является серьезным браком сварки.
Угловые швы выполняют выпуклыми, плоскими, вогнутыми. Вогнутость угловых швов при сварке во всех пространственных положениях допускается не более 3 мм. Выпук- лость (усиление) сварных швов допускается не более 2 мм при сварке в нижнем положении и не более 3 мм при сварке в остальных положениях. Допускается увеличение усиления свар- ных швов, выполненных в вертикальном, горизонтальном и потолочном положениях, на 1
мм при толщине основного металла до 26 мм и на 2 мм при толщине основного металла свыше 26 мм.
Сварные соединения с выпуклыми (стыковыми и угловыми) швами лучше работают на статическую нагрузку. Но швы с чрезмерным усилением нежелательны по двум причи- нам: из-за повышенного расхода электродов и электрической энергии, а также вследствие концентрации напряжений в точках пересечения поверхности шва с основным металлом.
Сварные соединения с плоскими (стыковыми и угловыми) и вогнутыми (угловыми)
швами лучше работают на переменную и динамическую нагрузку, так как нет резкого пере- хода от основного металла к сварному шву. В противном случае создается концентрация напряжений, от которых может начаться разрушение сварного соединения.
Для всех типов швов важны полный провар кромок соединяемых элементов и внеш- няя форма шва как с лицевой, так и с обратной стороны. В стыковых, особенно односторон- них, швах трудно проваривать кромки притупления на всю их толщину без специальных приемов, предупреждающих прожог и обеспечивающих хорошее формирование обратного валика.
Важное значение также имеет образование плавного перехода металла лицевого и обратного валиков к основному металлу, так как это обеспечивает высокую прочность соеди- нения при динамических нагрузках. В угловых швах бывает трудно проварить корень шва на всю его толщину, и тогда рекомендуется вогнутая форма поперечного сечения шва с плав- ным переходом к основному металлу. Это снижает концентрацию напряжений в месте пере- хода и повышает прочность соединения при динамических нагрузках.

Ю. Ф. Подольский. «Сварочные работы. Электродуговая. Газовая. Холодная. Термитная. Контактная сварка»
50
Ручная электродуговая сварка
Дуговая сварка металлическими электродами с покрытием благодаря простоте и мобильности применяемого оборудования остается одним из самых распространенных методов, используемых при изготовлении сварных конструкций.

Ю. Ф. Подольский. «Сварочные работы. Электродуговая. Газовая. Холодная. Термитная. Контактная сварка»
51
Оборудование и одежда для ручной электросварки
Выбор сварочного аппарата
В зависимости от рабочей силы тока сварочные аппараты делят на бытовые (до 200 А),
полупрофессиональные (200–300 А) и профессиональные (от 300 А). При выборе аппарата обязательно нужно учитывать и такие показатели, как его производительность, вес, время работы без перерыва и то, какой материал вы будете сваривать. Для бытовых нужд выбирают компактные переносные модели: ими можно пользоваться и в квартире, и на даче, и в гараже.
Сварочное оборудование бывает нескольких видов: генераторы (агрегаты), трансфор- маторы, полуавтоматы, сварочные выпрямители, инверторы. Каждый из этих аппаратов обладает плюсами и минусами.
Сварочными генераторами называют сложные электромеханические устройства,
которые сами вырабатывают электричество, поэтому их можно использовать на неэлек- трифицированных объектах: в строящемся доме, гараже, на только что купленном дачном участке. Главный их недостаток – большие размеры, огромный вес и трудоемкость обслу- живания. К тому же они весьма недешевы.
Сварочные трансформаторы переменного тока, пожалуй, наиболее простые, недо- рогие и распространенные из всех видов сварочных аппаратов. Как и большинство осталь- ных бытовых сварочных аппаратов, они используют плавящиеся электроды. Применяются,
как правило, для сварки низколегированных сталей. Качественно изготовленный трансфор- матор исключительно надежен и не требует специального обслуживания. Но сварка на пере- менном токе отличается невысоким качеством и требует определенных навыков от свар- щика. Кроме того, сварочные трансформаторы обладают немалыми габаритами и весом.
Сварочные выпрямители представляют собой те же трансформаторы переменного тока, оснащенные выпрямительным блоком и иногда регулирующим устройством. Более сложное устройство потребляет больше электроэнергии и намного тяжелее. Зато постоян- ный ток обеспечивает более качественную и комфортную работу. Достоинствами свароч- ных выпрямителей является также возможность сваривать не только черные, но и цветные металлы и сплавы, а также меньшая стоимость по сравнению с более сложными аппаратами.
Сварочные полуавтоматы тоже выполнены на базе трансформаторов. Их особенно- стью является то, что сварка осуществляется не электродами, а специальной проволокой в газовой среде (обычно применяется аргон или углекислый газ). Есть модели, которые поз- воляют работать даже без газа (в этом случае необходимо использовать специальную флю- совую проволоку). Такие аппараты позволяют варить сталь, в том числе нержавейку, а также алюминий. Свариваемый металл определяет материал проволоки и используемый газ: для железа лучше всего подойдет углекислый газ, для алюминия – аргон.
Сварочная проволока по шлангу автоматически подается в сварочную горелку, обеспе- чивая ровный хорошо защищенный от коррозии шов. Такая сварка получила широкое рас- пространение в ремонте автомобилей. Недостатком по сравнению со сварочными выпрями- телями можно считать большой вес и габариты, высокую цену и сложную конструкцию,
включающую роликовый механизм подачи проволоки. Кроме того, требуется наличие газо- вого баллона. Номинальный срок службы сварочных полуавтоматов – 5 лет со сменой сва- рочной горелки через каждые полгода.
Сварочные инверторы, пожалуй, наиболее популярная сегодня категория сварочных аппаратов. Принцип их работы таков: переменный ток от потребительской сети частотой
50 Гц выпрямляется и сглаживается фильтром, затем полученный постоянный ток преобра- зуется инвертором снова в переменный, но уже высокой частоты (20–50 кГц). Затем высо- кое переменное напряжение высокой частоты понижается до 70–90 В, а сила тока соответ-

Ю. Ф. Подольский. «Сварочные работы. Электродуговая. Газовая. Холодная. Термитная. Контактная сварка»
52
ственно повышается до необходимых для сварки 100–200 А. Высокая частота сварочного тока позволяет добиться значительных преимуществ сварочного инвертора перед другими источниками питания сварочной дуги – малых габаритов и веса, высокого КПД источника питания (порядка 90 %). Дуга в данном случае получается очень устойчивой, сварной шов выходит гораздо ровнее, чем у моделей трансформаторного типа.
Но у инверторов есть и недостатки: прежде всего высокая стоимость по сравнению с другими типами сварочных аппаратов, а также требовательность к качеству питания –
при скачках или просадках напряжения, что в нашей действительности является распро- страненным явлением, инвертор может быстро выйти из строя. Инверторы боятся пыли,
поэтому производители рекомендуют хотя бы дважды в год чистить аппарат изнутри. Инвер- торы не любят мороза, и при температуре ниже –15 °C их эксплуатация не всегда возможна.
Ремонтопригодность этого оборудования весьма низкая – сложная электронная схема не поддастся неспециалисту, настройка ее требует специального измерительного оборудова- ния, а стоимость ремонта в мастерской составит минимум треть цены всего аппарата. Осо- бенно страдают подобным поведением недорогие инверторы родом из азиатских стран.
Более надежные аппараты солидных торговых марок стоят существенно дороже. И еще одна особенность: длина каждого из сварочных кабелей инвертора не должна превышать 2,5 м.
В частном секторе соседи, у которых подвод электричества чаще всего осуществляется разными фазами, могут скооперироваться и приобрести трехфазный сварочный источник. Плата за электроэнергию и нагрузка на сеть в этом случае будут распределяться поровну, качество сварки возрастет, а специально подключать трехфазное электроснабжение,
что весьма хлопотно и недешево, при этом не нужно.
При выборе того или иного аппарата следует учитывать также следующие соображе- ния.
Все сварочные аппараты обладают такой характеристикой, как продолжительность включения (ПВ), или процент времени непрерывной работы при определенном токе (ПН).
Это показатель времени непрерывного горения дуги, которое может обеспечить конкрет- ная модель сварочного оборудования в течение условного 10-минутного цикла. Например,
в паспорте указано, что для тока 160 А ПВ = 30 %. Это значит, что аппарат будет работать
3 мин (10 мин × 30 %), а на 7 мин придется сделать перерыв. Поэтому не следует покупать аппарат с номинальным током 120 А и ПВ, равной 20 %, который перегреется через один- два электрода. К тому же многие производители занижают условия измерений, например понижают температуру окружающей среды или берут 5-минутный интервал. В результате аппарат либо не обеспечивает нужный ток, либо работает с перегрузкой, перегревается и выходит из строя. Всегда необходимо иметь запас по току (мощности), поэтому оптималь- ные параметры аппарата для большинства бытовых работ – 160 А и ПВ не менее 40 %. Если необходимо работать длительное время, нужно приобретать сварочный аппарат с еще более высоким ПВ.
Большинство моделей сварочных аппаратов работают при напряжении в пределах 220
В ±10 %, т. е. до 198 В. Некоторые модели устойчиво работают при падении напряжения до 20 % (176 В). Это имеет большое значение для районов с пониженным напряжением в сети. Кроме того, следует уточнить электропитание на территории, где предстоит работать:
однофазное (220 В) или трехфазное (380 В).

Ю. Ф. Подольский. «Сварочные работы. Электродуговая. Газовая. Холодная. Термитная. Контактная сварка»
53
В зависимости от вида и толщины металла, с которым придется работать, определяется вид и мощность сварочного аппарата (и, соответственно, его стоимость).
Если работать предстоит на высоте, постоянно перемещать сварочный аппарат, лучше всего приобретать легкие и небольшие аппараты.
Если всё это не важно, лучше выбрать аппарат с большим количеством возможностей.