Technologia ręcznego spawania łukowego

2025 Autor: Howard Calhoun | calhoun@techconfronts.com. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-24 13:23

W ciągu ostatnich kilku dekad najczęstszym rodzajem łączenia części wielu konstrukcji metalowych było ręczne spawanie łukowe. Oczywiście projektanci cały czas opracowują inne rodzaje spawania, które są wydajniejsze, ale ich dostępność i charakter pracy nie może konkurować z metodą łukową.

Do użytku domowego najbardziej popularna jest technologia ręcznego spawania łukowego, ponieważ jest to najłatwiejsza do opanowania metoda łączenia metali. Wszystkie narzędzia i materiały do tego typu spawania są niedrogie i opłacalne. W sprzedaży ogromna różnorodność modeli transformatorów spawalniczych, falowników, a także szeroki wybór elektrod do spawania dowolnego metalu.

Cechy stosowania spawania

Praktycznie w każdym obszarze gospodarki narodowej, złącza spawane są stosowane przy ręcznym spawaniu łukowym. Źródła zasilania do tego typu prac są szeroko stosowaneużywać w warunkach domowych, ponieważ wiele z nich pracuje ze standardowej sieci elektrycznej. Jakość i niezawodność powstałej spoiny są do przyjęcia zarówno przy instalacji i naprawie wielu konstrukcji metalowych w warsztacie domowym, jak i przy tworzeniu nowych produktów w przedsiębiorstwach przemysłowych w różnych dziedzinach działalności.

Zgodnie z GOST 5264-80 ręczne spawanie łukowe umożliwia łączenie metali ze stali węglowej w dowolnej pozycji przestrzennej, a zastosowanie specjalnych elektrod umożliwia spawanie części wykonanych z żeliwa i różnych metali nieżelaznych, w tym stale stopowe. W tym przypadku szwy łączące są uzyskiwane z wysokim stopniem odporności na pękanie i rozdarcie.

Możliwość nakładania na powierzchnie zużytych części w celu ich późniejszej obróbki to kolejna funkcjonalna cecha tej metody spawania.

Zasada procesu spawania

Technologia ręcznego spawania łukowego opiera się na topieniu metalu nieszlachetnego i pręta elektrody pod wpływem łuku elektrycznego. Po stopieniu łączony materiał i elektrody topliwe mieszają się, tworząc jeziorko spawalnicze. Po zestaleniu tej mieszanki powstaje solidna metalowa konstrukcja - spoina.

Aby chronić jeziorko spawalnicze przed szkodliwym działaniem azotu, tlenu i innych gazów zawartych w powietrzu, elektrody spawalnicze są pokrywane specjalną powłoką. Podczas procesu spawania te składniki, topiąc się razem z metalem podstawowym, tworzą się na powierzchni jeziorka spawalniczegofolia ochronna w postaci chmury gazu i żużla.

W celu uzyskania wysokiej jakości topienia metali konieczne jest ciągłe utrzymywanie łuku elektrycznego między łączonymi elementami, który powstaje ze specjalnej spawarki (falownika). Temperatura wewnątrz jeziorka spawalniczego sięga 4000℃. Żużel unosi się na powierzchni złącza, chroniąc miejsce pracy przed działaniem tlenu. Później, po ostygnięciu szwu, folia żużlowa jest usuwana mechanicznie.

Zalety spawania łukowego

Koszt ręcznego spawania łukowego elektrodami otulonymi zależy bezpośrednio od funkcjonalności spawarek. Im więcej opcji jest w stanie wydać używana jednostka, tym wyższa jest jej cena. Ale nie tylko niski koszt urządzenia decyduje o wszystkich zaletach ręcznego spawania łukowego, ale istnieje również szereg zalet tej metody łączenia metali:

• możliwość spawania części w trudno dostępnych miejscach;
• spawanie we wszystkich kierunkach przestrzennych;
• szybka zmiana klejonego materiału;
• różnorodna gama produkowanych elektrod pozwala na łączenie produktów z różnych rodzajów metali;
• ręczna spawarka łukowa nie musi posiadać wiedzy technicznej, ponieważ tak prosty sprzęt może opanować każdy;
• małe gabaryty spawarki ułatwiają jej transport do wymaganego miejsca pracy;
• możliwość pracy przez cały dzień roboczy;
• uzyskanie spoiny o wysokiej wytrzymałości.

Niektóre wady połączenia łukowego

Wśród wad spawania łukowego są:

• szkodliwe warunki pracy spowodowane oparami i narażeniem na pola elektromagnetyczne;
• stosunkowo niska wydajność w porównaniu z innymi rodzajami spawania;
• Niewystarczające doświadczenie spawacza, które może prowadzić do złej jakości połączenia spawanego.

Jednakże, jeśli dokładnie przestrzegasz parametrów prawidłowego połączenia i dopuszczalnych rozmiarów spoin, zgodnie z GOST 5264 dla ręcznego spawania łukowego, możesz jakościowo i niezawodnie łączyć konstrukcje metalowe w garażu, domku letniskowym lub wiejskim.

Odmiany spawania łukowego

Od samego początku rozwoju ręcznego spawania łukowego do chwili obecnej proces łączenia realizowany jest na dwóch rodzajach prądu elektrycznego:

• zmienna;
• stały.

Do spawania prądem przemiennym używane są specjalne transformatory. Proces spawania odbywa się za pomocą elektrod topliwych. Ten rodzaj spawania jest najbardziej popularny podczas pracy w domu, ponieważ sprzęt nie jest bardzo trudny do samodzielnego wykonania.

Aby wykonać połączenie prądu stałego, używane są specjalne urządzenia prostownikowe. Ten rodzaj spawania znacznie zmniejsza ilość odprysków stopionego metalu, co poprawia jakość spoiny.

Każdy z tych typów jest używany nie tylko do łączenia produktów, ale także do wtapiania pewnej warstwy metalu na powierzchni zużytej części, co jest szczególnie przydatne w wielu naprawach.

Technologia zgrzewania w dół

Przede wszystkim konieczne jest prawidłowe przygotowanie powierzchni do spawania, do czego konieczne jest docięcie krawędzi pod kątem 45 °. W przypadku spawania części grubszych niż 6 mm konieczne będzie ustawienie szczeliny 2-3 mm, aby zapewnić dobrą penetrację złącza.

Zajarzenie łuku odbywa się poprzez delikatne stukanie elektrodą w masę. Wskazane jest wykonanie tej operacji na osobnej metalowej płytce, a następnie doprowadzenie już nagrzanej elektrody na miejsce spawania. Po zakończeniu czynności przygotowawczych chwytamy spawane powierzchnie w kilku miejscach.

Elektroda podczas ręcznego spawania łukowego trzymana jest pod kątem 45° w stosunku do płaszczyzny spawanej powierzchni. W takim przypadku najpierw nakłada się szew korzeniowy. Odbywa się to poprzez przesuwanie elektrody z jednej strony na drugą płynnymi i równymi ruchami.

Ponadto, według GOST, połączenia spawane metodą ręcznego spawania łukowego są wykonywane z poprzecznymi ruchami oscylacyjnymi w celu wypełnienia całej strefy spawania i jej rozszerzenia. Podczas wykonywania spiralnego ruchu translacyjnego konieczne jest kontrolowanie odległości między elektrodą a metalową płaszczyzną (5 mm). Lepiej zadbać o lekkie nachylenie spawanych części, aby gorąceżużel spłynął na bok. Jeśli nie jest to możliwe, czynność tę wykonuje sam spawacz końcówką elektrody.

Koniec spoiny musi zachodzić na siebie, aby uniknąć krateru.

Technologia szwu pionowego

Ręczne spawanie łukowe może również łączyć produkty w pozycji pionowej. Aby to zrobić, konieczne jest wykonanie pracy z technologią przerywanego łuku. Ciekły metal ma stosunkowo dużą wagę, więc ciągłe nagrzewanie złącza spowoduje spływanie stopionego metalu. W tym przypadku szew jest wykonany w postaci półek, to znaczy nakłada się na siebie warstwami. Oczywiście przy takim połączeniu wydłuża się czas wykonania prac, ale jakość spawania nie ucierpi.

Ta sama technologia jest używana do spawania połączeń sufitowych. Najważniejsze w takich warunkach jest wybór odpowiedniego trybu spawania.

Prędkość spawania

Prędkość elektrody w spawaniu łukowym dobierana jest w zależności od grubości spawanych części, a także w zależności od wymiarów spoiny. Podstawową zasadą jakości spoiny jest całkowite wypełnienie jeziorka spawalniczego stopionym metalem. Jeżeli występuje zwisanie lub podcinanie, oznacza to, że prędkość spawania została wybrana nieprawidłowo.

Szybki ruch pręta prowadzi do braku penetracji, ponieważ temperatura nie ma czasu na osiągnięcie wartości topnienia metalu podstawowego, a szew jest cienki. Po ostygnięciu mogą wystąpić pęknięcia i deformacje szwu.

Gdy elektroda porusza się powoli, tworzy się przed łukiemmasa stopionego metalu, która również uniemożliwia optymalne wtopienie spoiny.

Wybór aktualnych parametrów

Zwiększenie prądu spawania nie ma prawie żadnego wpływu na szerokość szwu. Główny wpływ ma głębokość wnikania – im większy prąd, tym głębsza wartość efektu temperaturowego i odwrotnie, wraz ze spadkiem natężenia prądu zmniejsza się głębokość wnikania.

Szczególne znaczenie należy przywiązywać do rodzaju prądu. Praca DC wytwarza wąską spoinę.

Również głębokość temperatury zależy od średnicy elektrody. Przy tym samym nurcie mniejszy przekrój pręta zmniejsza szerokość szwu i zwiększa penetrację metalu. Ale zmiana napięcia łuku wpływa tylko na szerokość szwu, prawie nie zmieniając wartości penetracji metalu. To poprzez zmianę napięcia regulowana jest szerokość osadzania metalu w automatycznych urządzeniach spawalniczych.

Bezpieczeństwo spawania

Pomimo tego, że na pierwszy rzut oka spawanie jest prostym zadaniem, jednak operacje z wysoką temperaturą i prądem elektrycznym wymagają koncentracji i uwagi ze strony ręcznego spawacza łukowego.

Aby chronić zdrowie ludzi, podczas wykonywania prac spawalniczych należy ściśle przestrzegać następujących wymogów bezpieczeństwa.

1. Głównym wymogiem bezpiecznej pracy jest obecność ochronnego przyłbicy spawalniczej z przyciemnianym szkłem. Stosowanie tych produktów uchroni spawacza przed uszkodzeniem przez metalową zgorzelinę i skutecznie ochroni oczy przed szkodliwym działaniem iskier.elektroda.
2. Aby nie znaleźć się pod wpływem prądu elektrycznego, wszystkie prace należy wykonywać w gumowych rękawiczkach. Jednocześnie należy upewnić się, że są one bez dziur i nie są zawilgocone.
3. Kabel spawalniczy nie może mieć pęknięć w izolacji. Prowadzenie kabla przez stopiony śnieg lub kałuże może spowodować porażenie prądem.
4. Ponieważ jeziorko spawalnicze zawiera stopiony metal, należy zachować ostrożność, aby uniknąć kontaktu z płynnym materiałem.

Technologia spawania jest stale udoskonalana, jednak mimo to ręczne spawanie łukowe było i pozostaje najpopularniejszym rodzajem łączenia metali - nie tylko w przedsiębiorstwach przemysłowych, ale także w życiu codziennym. Jeśli dobrze opanujesz ten rodzaj spawania, możesz szybko i wydajnie wykonywać prawie wszystkie prace z produktami metalowymi.