Дуговая сварка – что это такое, плюсы и минусы, назначение и виды, особенности технологии

Многие из тех, кто только начал осваивать электросварочные работы, нередко просят меня посоветовать, какую разновидность технологии применить, как правильно подобрать электроды, режимы работы и прочие параметры. Поэтому чтобы каждый раз не тратить мое и ваше время, в этом обзоре я решил рассказать, что такое дуговая сварка, в чем ее суть, какими плюсами и минусами она обладает, как применяется, на какие виды подразделяется и в чем вообще заключаются ее особенности.

Электродуговая сварка – что это такое, принцип действия

Перед тем, как начать использовать электросварочные работы, рекомендую освоить азы технологии. Для начала отмечу, что сваркой вообще называется процесс соединения заготовок под действием их плавления, стыковки и образования единой монолитной структуры в месте контакта.

Материалы могут быть любыми, но при этом они должны плавиться, не подвергаться окислению и быть достаточно прочными, а также чтобы место соединения выдерживало нагрузку и не трескалось. В данном обзоре, речь, конечно, идет о металлах, и прежде всего черных.

Таким образом, электродуговая сварка – это одновременно и расплавление и соединение стыкуемых мест металлических заготовок под действием тока по следующему принципу:

• На электрод и заготовки через специальный агрегат подается электрический ток заданных параметров. 
  
• В момент контакта электрода с местом стыковки возникает пробой электроэнергии. 
  
• Образуемая высокотемпературная плазменная дуга расплавляет материал стрежня и металла. 
  
• В результате образуется сварочная ванна, где смешиваются вещества изделий и электрода, и формируется шов.
  

• Далее на поверхности расплава создается слой защитного шлака. 
  
• В процессе остывания создается монолитное соединение.
  

По сути, я привел наглядный пример того, что такое простейшая ручная дуговая сварка покрытым электродом расплавляемого типа. Однако возможен вариант технологии с применением неплавящегося электрода. Тогда в качестве присадки нужно в рабочую область подавать проволоку.

Плюсы, минусы, назначение

Если касаться исключительно ручной дуговой сварки (а именно она и применяется на бытовом уровне), то у технологии можно найти следующие плюсы:

• Простота устройства, легкость применения и доступность оборудования. 
  
• Отсутствие необходимости введения в область сварки специальных защитных газов. В стандартном случае достаточно вещества электродной обмазки.
  

• Универсальность технологии для любых условий окружающей среды. 
  
• Возможность соединения заготовок толщиной до 2-3 см. 
  
• Доступная для быстрого освоения методика. 
  
• Применимость технологии практически для любых сплавов. При температуре сварочной дуги, достигающей 5-7 тыс. градусов, ручной электродуговой сваркой можно соединять заготовки из стали, меди, алюминия и других металлов – требуется только правильно подбирать электрод.
  

Насколько бы не была хороша ручная сварка, минусов у нее тоже хватает. Я, например, определил их целый ряд:

• Процедура имеет прерывистый характер – так как постоянно требуется отслеживать результат и менять сгорающий электродный стержень. 
  
• Быстрый износ расходных материалов при большой толщине свариваемых заготовок. 
  
• Прочностные и эстетические качества шва полностью зависят от профессионализма сварщика. 
  
• Необходимость чистки деталей от образуемых в ходе варки шлаковых наростов. 
  
• Минимальная производительность – ввиду специфики ручного метода работы. 
  
• Невозможность сварки металлов с низкой температурой плавления, например, цинка или олова.
  

• Если сила тока будет завышена, электрод начнет избыточно нагреваться, и шов будет пережигаться – в результате это разрушит стык.
  

Кроме того, ручная электрическая сварка – это всегда повышенный источник опасности из-за образуемых паров и вероятного поражения током. Тем не менее, благодаря доступности и дешевизне она широко применяется в быту.

Виды

Только на первый взгляд может показаться, что ручная дуговая сварка (РДС) выполняется всегда одинаково при любых условиях – на самом деле этот процесс только называется таким, а в действительности он объединяет в себе множество подвидов технологии, различающихся по следующим факторам:

• Степень автоматизации.
  

Подразделяется на 4 вида:

• Ручная. Все процессы осуществляются мастером. 
  
• Механизированная. Для подачи проволоки-присадки используется специальный механизм.
  

• Полуавтоматическая. В основе применяется автоматизация процесса, но расположение и перемещение заготовок выполняется человеком. 
  
• Автоматическая. Полностью автоматизированный процесс.
  

Естественно, наблюдение и контроль параметров со стороны человека требуется в любом случае.

• Характеристика тока.
  

В зависимости от типа сварки характер подаваемого электротока может быть различным:

1. Постоянный. Позволяет создать аккуратный стык минимальной ширины. 
   
2. Высокочастотный. Электродный стержень подвергается струйному расплавлению. 
   
3. Импульсный. Дает возможность задавать параметры дуги.
   

Есть также переменный ток – стандартный вариант, характерный для трансформаторных агрегатов. Им лучше всего резать листовой металл.

• Защита от окисления.
  

В зависимости от схемы защиты металла от атмосферного кислорода дуговая сварка бывает следующей:

1. Флюсовая. 
   
2. Шлаковая. 
   
3. Газово-инертная.
   

Применение того или иного метода определяется условиями среды и назначением работ. Специальная защита не дает окислиться расплавленному материалу.

• Тип электрода.
  

В рассматриваемом случае применимы 2 разновидности электродов:

1. Плавящийся с осыпающейся обмазкой. При взаимодействии с заготовкой формирует варочную ванну. Примется для стыковки краев. 
   
2. Неплавящийся на основе вольфрама. Назначение – восстановление дефектов, создание наплывов и напыления.
   

В последнем случае для работы требуется присадочная проволока.

• Вид дуги.
  

В зависимости от того, в каких условиях и под действием каких дополнительных веществ осуществляется горение, дуговая сварка подразделяется на 2 главных вида:

1. Открытая. Это классическая техника, когда дуга видна, но наблюдать за ней приходится в спецмаске. Характерна и для обычного метода, и для газовой среды. 
   
2. Закрытая. Фактически дуги не видно. Однако она присутствует в самой расплавленной массе.
   

Есть также полузакрытая дуга. Частично ее видно над поверхностью. Ее продолжение также находится непосредственно в массе металла. Такое явление характерно, например, варке алюминиевых сплавов автоматическим методом.

Видео-урок по ручной дуговой сварке:

• Способ защиты сварной ванны.
  

Применяется 4-ре метода:

1. Без специальных средств – электроды как с покрытием, так и без него. 
   
2. Газошлаковые – стержень с толстой обмазкой. 
   
3. Шлак – флюсы, электроды с объемным покрытием. 
   
4. Газ – непосредственно в газовой атмосфере.
   

В некоторых случаях требуется комбинация выше приведенных методов. Например, берется электрод с покрытием, рабочая зона помещается в газовую среду и добавляется флюс.

Особенности технологии

Основы техники и технологии ручной дуговой сварки сводятся к следующим принципам:

• Проводится необходимая подготовка поверхностей – чистка, выправление, резка и т. д. 
  
• Подключается аппарат, выполняются необходимые настройки, подсоединяются детали и держак, устанавливается электрод. 
  
• Выполняется розжиг дуги. 
  
• После зажигание мастером ведется сварочная ванна по месту стыковки.
  

В этом видео наглядно про трансформатор против инвертора:

Коротко о главном

Ручная электродуговая сварка представляет собой способ соединения металлических заготовок путем расплавления и соединения мест контакта. Выполняется она посредством плазменной дуги между электродом и металлом.

Плюсы технологии сводятся к простоте, доступности, универсальности и применимости к любым сплавам, минусы – в низкой производительности, прерывистости, необходимости подбора параметров, зависимости качества шва от профессионализма сварщика.

Классифицируется дуговая электросварка по следующему ряду параметров:

• Уровню автоматизации. 
  
• Характеристикам тока. 
  
• Защите от кислорода. 
  
• Виду электрода. 
  
• Типу дуги. 
  
• Методу защиты сварной ванны.
  

Чтобы правильно сделать соединение, требуется соблюдать сварную технологию.