Ручная дуговая сварка штучными (покрытыми) электродами

MMA (Manual Metal Arc)

В советской технической литературе обычно использовалось сокращение РДС. Электрическая дуга горит между материалом и плавящимся электродом. Электрод одновременно является присадочным материалом. Электрод зажат в электрододержателе и перемещается сварщиком. Электроды обычно имеют покрытие. Покрытие также плавится и защищает расплавленный металл и дугу от внешнего воздуха при помощи газов и шлака. Шлак удаляется после охлаждения горячего металла.

Устройства, отмеченные значком «S» могут также использоваться при высоких рисках поражения электрическим током. Сварочные инверторы имеют очень хорошие сварочные характеристики и, таким образом, также подходят для специальных электродов.

Почти все свариваемые материалы могут быть сварены электродами, например конструкционная сталь, котельная сталь, стальные трубы, чугун, нержавеющая сталь, высокопрочная сталь, и т.д. Сварка электродами проста и безопасна. Компактные устройства легки в обращении и транспортировке. Так как нет необходимости в газе, сварка может быть выполнена на открытом воздухе, даже на ветру.

Электродные сварочные машины используются во всех видах производства, от тяжелой промышленности до частных мастерских.

Аргонодуговая сварка TIG (Tungsten Inert Gas)

Метод сварки вольфрамовым электродом был внедрен еще в 40-х годах прошлого столетия для сварки алюминиевых и магниевых сплавов.

Кроме цветных металлов, метод TIG широко используется для сварки нержавеющих сталей, как, впрочем и для углеродистых или низколегированных сталей. Основная область применения метода TIG – сварка тонкостенных изделий (обычно до 6 мм.). При TIG-сварке электрическая дуга используется для нагрева и расплавления металла в зоне сварки. Защитный газ, который поступает из газового сопла, защищает сварочную ванну и электрод. Сам электрод, выполненный из тугоплавкого материала, расположен в центре газового сопла и не плавится. Присадочный материал подается в зону сварки извне обычно вручную, реже - автоматически.

Обычно в качестве защитного газа используется аргон, гелий или их смесь. Сварочные смеси с добавками водорода или азота при определенных условиях могут быть очень полезными.

Типичное применение для метода TIG – это сварка изделий из алюминиевых, магниевых и титановых сплавов, стальных труб, сосудов высокого давления, теплообменников, изделий для пищевых продуктов и пр. Т.к. этот метод применим для мелких деталей, сварка TIG используется в электронной промышленности.

Преимуществом сварки TIG является очень высокое качество сварного шва, отсутствие брызг, практическое отсутствие шлаков. Этот метод очень универсален. Он дает возможность работы с разными материалами, причем в любом положении и для большинства видов соединений.

Основной недостаток сварки TIG – невысокая скорость сварки.

Полуавтоматическая сварка MIG-MAG (Metal Inert/Active Gas)

Дуговая сварка в среде защитных газов – инертных (MIG) или активных (MAG) является наиболее распространенным методом в Европе, США и Японии. Высокая производительность, присущая этому методу сварки, и простая возможность автоматизации процесса способствовали его популярности.

Основной принцип сварки MIG-MAG заключается в том, что металлическая проволока во время сварки подается автоматически в зону сварки через сварочную горелку и расплавляется теплом дуги. В этом смысле сварка MIG-MAG часто называется полуавтоматической сваркой, т.к. сварщик обычно перемещает горелку вдоль шва вручную. Проволока при этом методе играет двойную роль – она является и токопроводящим электродом, и служит присадочным материалом. Результат (качество) сварки MIG-MAG в значительной мере зависит от правильности выбора режимов работы сварочного аппарата (напряжение дуги, ток, скорость подачи проволоки, скорость сварки), а также от правильности выбора и расхода защитного газа (скорость подачи газа через сопло). Для регулировки расхода защитного целесообразно использовать редукторы с расходомерами поплавкового вида.

Защитный газ, который подается в зону сварки через газовое сопло, защищает дугу и сварочную ванну с расплавленным металлом. Металл в расплавленном состоянии химически активен и может взаимодействовать с защитным газом. Инертный защитный газ, такой как аргон или гелий, химически не реагирует с металлом в сварочной ванне в процессе горения дуги. Примером активных защитных газов являются углекислота и смеси аргона (реже гелия) с небольшими добавками углекислоты или кислорода. До недавнего времени углекислота являлась наиболее распространенным видом защитного газа для полуавтоматической сварки.

Сертифицированные сварочные смеси FOGON (Ar+CO2) являются наилучшим видом защитного газа для сварки стальных конструкций, т.к. имеют огромные преимущества в сравнении с традиционной углекислотой по качеству и надежности сварных швов, производительности работ и др. показателям.

Метод MIG-MAG может использоваться для сварки как низко -, так и высоколегированных (нержавеющих) сталей, а также для сварки конструкций из алюминия и его сплавов. Относительно новым применением метода MIG-MAG является высокопроизводительная пайка MIG Brazing в среде защитного газа. Причем возможно различное сочетание соединяемых материалов: сталь-сталь, медь-медь, медь- сталь и пр.

Плазменная резка

При плазменной резке электрическая дуга горит между неплавящимся электродом и изделием. Дуга обжимается соплом и потоком сжатого воздуха, который значительно увеличивает интенсивность и стабильность дуги. Горячий нагретый газ (5000 ... 30 000 °С) с высоким содержанием энергии протекает в плазмотроне, который в свою очередь, из-за этого сжатия преобразовывает эту электрическую энергию в высокую температуру. Этот ионизированный газ называется плазмой.

Процесс плазменной резки основан на использовании воздушно-плазменной дуги постоянного тока прямого действия (электрод-катод, разрезаемый металл - анод). Сущность процесса заключается в местном расплавлении и выдувании расплавленного металла с образованием полости реза при перемещении плазменного резака относительно разрезаемого металла.

Для возбуждения рабочей дуги (электрод - разрезаемый металл), с помощью осциллятора зажигается вспомогательная дуга между электродом и соплом - так называемая дежурная дуга, которая выдувается из сопла пусковым воздухом в виде факела длиной 20-40 мм. Ток дежурной дуги 25 или 40-60 А, в зависимости от источника плазменной дуги. При касании факела дежурной дуги металла возникает режущая дуга - рабочая, и включается повышенный расход воздуха; дежурная дуга при этом автоматически отключается.

Применение способа воздушно-плазменной резки, при котором в качестве плазмообразующего газа используется сжатый воздух, открывает широкие возможности при раскрое низкоуглеродистых и легированных сталей, а также цветных металлов и их сплавов.

Преимущества воздушно-плазменной резки по сравнению с механизированной кислородной и плазменной резкой в инертных газах следующие: простота процесса резки; применение недорогого плазмообразующего газа - воздуха; высокая чистота реза (при обработке углеродистых и низколегированных сталей); пониженная степень деформации; более устойчивый процесс, чем резка в водородосодержащих смесях.