Jaký proud by měl být použit při svařování tyčí?

Toto je článek ze série expresních lekcí Svar-EXPRESS.
Témata lekcí: jaký průměr elektrody je potřeba pro konkrétní tloušťku kovu; jaký svařovací proud nastavit pro každý případ; Co je polarita svařování?

Svářečský inženýr Jevgenij Evsin

Výběr svařovací elektrody může být pro začínajícího svářeče problém. Například, jaký průměr elektrody je potřeba pro konkrétní tloušťku kovu nebo jaký svařovací proud by měl být nastaven pro získání silného švu?
Pokusíme se na tyto otázky odpovědět.
Nejprve zjistíme, co je elektroda a proč je potřeba povlak.

Elektroda je kovové jádro se speciálním povlakem nazývaným povlak. Během procesu svařování se jádro roztaví a povlak během spalování vytváří plynovou ochranu švu před škodlivými účinky kyslíku. Během procesu svařování se také vytváří ochranná vrstva strusky svarové lázně.

Při výběru elektrody byste měli věnovat pozornost složení jádra, které by mělo být podobné svařovanému kovu. Existují tedy speciální elektrody pro uhlíkové, legované, vysoce legované oceli, elektrody pro práci s nerezovou ocelí, žáruvzdorné oceli, pro práci s hliníkem nebo litinou.

Existuje obrovské množství kovů a jejich slitin, nebudeme mluvit o každém z nich, ale zaměříme se na ty elektrody, které mohou být potřebné v každodenním životě. Konstrukční ocel malé tloušťky se používá hlavně pro domácí potřeby. Zkusíme k tomu tedy vybrat elektrody. Nejprve ale pár slov o potahování elektrod. Existují 4 typy nátěrů: zásadité, rutilové, kyselé a celulózové. Každý z nich se používá k řešení vlastních problémů.

Základní a celulózové povlaky se používají pro svařování výhradně stejnosměrným proudem. Tyto elektrody lze použít při instalaci kritických konstrukcí, kde je vyžadována maximální pevnost naneseného kovu.

Rutilové elektrody jsou vhodné pro provoz na stejnosměrný nebo střídavý proud. Vyznačují se snadným zapalováním a nízkým rozstřikem kovu. Elektrody mohou pracovat se zařízeními s nízkým napětím naprázdno.

Při použití elektrod s kyselým povlakem můžete dosáhnout snadného oddělení strusky, ale nedoporučuje se používat takové elektrody ve stísněném prostoru – jsou dosti škodlivé pro zdraví svářeče.
Ještě jeden bod – elektrody s rutilovým a kyselým povlakem se doporučují pro použití při svařování na strojích s napětím naprázdno 50 (+/- 5) voltů.

Nejpoužívanějšími elektrodami jsou elektrody s bazickým a rutilovým povlakem. Pro začátečníka bude jejich seznámení docela dostačující.

Nejběžnější elektrody se základním povlakem jsou UONI 13/55. Tyto elektrody jsou určeny pro uhlíkové a nízkolegované oceli. Jak je uvedeno v popisu těchto elektrod, jsou doporučeny pro svařování kritických konstrukcí, švy svařované pomocí UONI 13/55 se vyznačují svou tažností a odolností vůči rázovému zatížení. Výrobky svařované s UONI 13/55 lze používat v podmínkách nízkých teplot.

Mezi nevýhody těchto elektrod patří potřeba čistoty hran obrobků. Pokud nejsou hrany obrobků před svařováním ošetřeny a dostane se na ně olej, voda nebo rez, je vysoká pravděpodobnost vzniku svařovacích pórů.

UONI 13/55 – určený pro svařování pouze stejnosměrným proudem s obrácenou polaritou – o kterém si povíme trochu později.

Nejběžnějším zástupcem rutilových elektrod můžeme nazvat elektrody MP-3. Jsou navrženy pro práci s uhlíkovou a nízkolegovanou ocelí.

Mezi silné stránky těchto elektrod patří schopnost svařovat stejnosměrným i střídavým proudem, nízký rozstřik kovu a stabilita oblouku ve všech prostorových polohách.

Kromě dvou nejběžnějších značek elektrod pro práci s konstrukční ocelí lze začátečníkům doporučit elektrody ruské výroby OZS-12 a ANO-4. A pro svařování nerezové oceli, elektrody zahraničních výrobců OK 63.34, OK 61.30 nebo domácí elektrody TsL-11. Podobné elektrody může potřebovat také domácí řemeslník.

Většina invertorů pro ruční obloukové svařování pracuje se stejnosměrným proudem. U stejnosměrného proudu existují 2 možnosti připojení polarity: vpřed a vzad.

Přímá polarita je možnost připojení, ve které je zem připojena k rychloupínacímu „+“ měniče a držák je připojen k „-“. Opačná polarita – zem je připojena k „-“; „+“ k držáku elektrody.

Při svařování vzniká na kladném kontaktu více tepla, což znamená, že masivní díly je lepší svařovat přímou polaritou a tenké kovy (do 2 mm) nebo vysoce legovanou ocel obrácenou polaritou, aby nedošlo k přehřátí.

Průměr elektrody se volí na základě tloušťky kovu obrobku. Pro svařování kovů do tloušťky 1.5 mm se svařování elektrodou používá extrémně zřídka, pro takové tloušťky je lepší použít poloautomatické stroje nebo svařování argonem.

Přibližný poměr tloušťky obrobků a průměrů elektrod zjistíte z tabulky:

Dalším důležitým bodem je, jaký proud je třeba nastavit pro elektrodu konkrétního průměru. Tyto informace naleznete na obalech elektrod nebo v následující tabulce:

Pro začínajícího svářeče bude také užitečné vědět, že svařovací proud lze zvolit rychlostí 20-30A na milimetr průměru elektrody. Tito. pro elektrodu o průměru 3 mm by měl být proud v rozmezí 80-110A v závislosti na prostorové poloze, tloušťce kovu a počtu průchodů.

Přesné a jednoznačné aktuální nastavení neexistuje – každý svářeč vidí proces po svém a podle vlastních pocitů si nastaví potřebné aktuální parametry.

Čím výše svářeč nastaví aktuální parametry, tím je lázeň tekutější a méně „ovladatelná“. Úkolem svářeče je nastavit stroj tak, aby byla práce pohodlná a svarová lázeň postačovala k pronikání a kontrole okrajů lázně.

Přejít do adresáře:

Podívejte se na tento článek ve videu:

K určení množství uvolněné tepelné energie použijte vzorec:

Tyto parametry určují hloubku, do které se kov při svařování roztaví. V tomto případě závisí síla švu a možnost výskytu zón s nedostatečným průnikem na intenzitě proudu.

Překročení požadovaných hodnot vede k tomu, že svarová lázeň začne propouštět roztavený kov skrz stěny, které prohořely.

Pouze s přihlédnutím k řadě podmínek lze určit, jaká by měla být síla svařovacího proudu. Podívejme se, jak různé faktory ovlivňují proces:

• Jedním z kritérií je průměr hlavního spotřebního materiálu – elektrod. Čím vyšší je, tím vyšší jsou požadované hodnoty proudu. V průměru je to +30 ampér na milimetr. Balení spotřebního materiálu musí obsahovat údaje o rozsahu provozních proudů.
• Také proud potřebný pro svařování závisí na tloušťce svařovaných dílů. Čím silnější je svařovaný kov, tím větší je průměr tyčí potřebný pro práci. V souladu s tím se zvyšuje proud. To je způsobeno potřebou větší tepelné energie k roztavení hran silnějších obrobků. Také výběr svařovacího proudu se provádí s ohledem na celkové rozměry dílů. Zkosené hrany jsou ve spoji tenčí, což umožňuje nižší proud.

Dalším důležitým faktorem jsou vlastnosti svaru. Svařování může být:

• jednoprůchodový;
• víceprůchodový.

Druhý typ připojení se používá při spojování silných dílů. Současně se pro každou z vrstev změní průměr tyče a odpovídajícím způsobem se změní nastavení proudu. V kořenové části se používá elektroda o průměru 3 mm, poté se používají silnější.

Poloha švů v prostoru také ovlivňuje, kolik svařovacího proudu je v každém konkrétním případě použito. Doporučené hodnoty:

• pro nižší – 100% doporučené intenzity proudu;
• pro vertikální – 85–90 %;
• pro stropy – 75 %.

Stejnosměrné svařování lze provádět se dvěma typy polarity:

• přímý, když je záporný pól připojen k elektrodě;
• obráceně, pokud je „mínus“ připojen k obrobku.

Způsob rozložení teploty po délce oblouku závisí na způsobu připojení, což znamená, že bude nutné upravit sílu proudu.

Výpočet svařovacího proudu v závislosti na typu elektrody

Síla svařovacího proudu se v každém konkrétním případě volí na základě takových parametrů, jako je značka a průměr elektrod, prostorová poloha švů, vlastnosti spojů, tloušťka a značka svařovaných dílů. Také nastavená síla proudu závisí na teplotních podmínkách, ve kterých se svařování provádí.

Kvalita a spolehlivost svarů do značné míry závisí na zvoleném svařovacím proudu. Pro zajištění stabilního svařovacího procesu byste měli vzít v úvahu všechny uvedené parametry a svařit díly s nastavením optimální intenzity proudu.

Je tedy třeba mít na paměti, že existuje vztah mezi svařovacím proudem a průměrem elektrod.

Volba síly proudu při svařování vyžaduje zodpovědný přístup, protože chyba s největší pravděpodobností způsobí vady svaru. Když svařovací proud nestačí k roztavení okrajů obrobků, vytvoří se podél švu oblasti s nedostatečným průnikem a nestavením. Pokud je proud příliš vysoký, existuje možnost propálení kovu.

Není obtížné určit požadovanou proudovou sílu pro svařování, protože potřebné informace lze nalézt na obalech spotřebního materiálu, ve specializované literatuře a ve sbírkách norem. Níže uvedená tabulka poskytuje pokyny pro nastavení intenzity proudu.

Jak již bylo zmíněno, uvedené hodnoty podléhají korekci v závislosti na umístění švů v prostoru. Svislé a stropní švy by měly být svařeny snížením svařovacího proudu o 10–15 %. Je také důležité poznamenat, že pro taková připojení musíte použít elektrody ne silnější než 4 mm. Pokud vezmete v úvahu tato doporučení, můžete očekávat, že svařovací proces bude probíhat normálně bez rizika propálení kovu nebo špatného spojení.

Nebudeme uvažovat o úpravě napětí svařovacího oblouku, protože moderní stroje jsou vybaveny automatizovanou funkcí pro úpravu tohoto parametru.

Tabulka 1. Průměr elektrody pro svařování na tupo

Potah tyče
Průměr elektrody, mm
Základní (elektrody UONI-13/55, TsU-5)
TMU-21U, TML-3U, TML-1U, TsL-39 atd.
Rutil (elektrody MR-3, OZS-4, ANO-6 atd.)

Vzorec pro určení síly svařovacího proudu:

Isv = πde2 × J / 4,

kde de je průměr elektrody;

J – přípustná proudová hustota.

Přibližné aktuální hodnoty lze určit pomocí následujících vzorců:

Isv = k1 × dе1,5,

Isv = de × (k2+α × de),

kde: k1; k2 a α – empirické koeficienty: k1 = 20–25; k2 = 20 a α = 6.

Svařovací proud doporučený pro tyče různých průměrů:

Potah tyče
Průměr elektrody, mm
Základní (elektrody UONI-13/55, TsU-5)
TMU-21U, TML-3U, TML-1U, TsL-39 atd.
Rutil (elektrody MR-3, OZS-4, ANO-6 atd.)

Další faktory ovlivňující sílu svařovacího proudu

Když začínáte svařovat kovové části, první věc, kterou musíte udělat, je ujistit se, že napětí v síti je dostatečné pro práci. Normálně by se mělo pohybovat v rozmezí 220–230 V. Pokud je napětí nižší než tyto hodnoty, je třeba proud zvýšit, zejména pokud klesne pod 180 V.

Při provádění svářečských prací je důležité vzít v úvahu, že použití prodlužovacího kabelu vede k poměrně značným ztrátám proudu. Čím menší je průřez jádra v kabelu, tím jsou ztráty výraznější. Také při použití drátů s nedostatečným průměrem jádra se jejich zatížení mnohonásobně zvyšuje, což vede k přehřátí a dokonce i možnému požáru.

Potřeba snížit svařovací proud při svařování svislých nebo stropních švů, která byla zmíněna výše, je způsobena skutečností, že je nutné zabránit toku tekutého kovu pod vlivem gravitace.

Oblíbené značky elektrod pro různé síly svařovacího proudu

Nejdůležitější parametry vyžadující zvláštní pozornost, na kterých závisí kvalita spoje a stabilita svařovacího procesu, jsou průřez tyče a proud. Pro začínající svářeče je obtížné rozhodnout o správné volbě a kombinaci těchto ukazatelů. Před zahájením práce by si začátečníci měli pečlivě přečíst příslušné referenční knihy a tabulky, které uvádějí nastavení pro různé případy.

Master, kromě znalosti nastavení svařovacího proudu na invertoru, musí dobře rozumět různým značkám elektrod pro svařování střídavým a stejnosměrným proudem.

Podívejme se na nejběžnější typy a značky spotřebního materiálu pro svařování:

• MR-3S – tyto elektrody jsou velmi oblíbené pro svou všestrannost. Takové tyče lze použít pro práci se stejnosměrným i střídavým svařovacím proudem. Rutilová vrstva, která pokrývá povrch elektrod, slouží jako spolehlivá ochrana proti struskování a oxidaci.
• ANO-37 – tyče doporučené pro práci s uhlíkovou a nízkouhlíkovou ocelí. Umožňují vám snadno se vyrovnat se značnými mezerami mezi spojovanými částmi. Tyto spotřební materiály, stejně jako MP-3C, se vyznačují snadným zapálením oblouku a schopností pracovat při relativně nízkém napětí. Balení elektrod je opatřeno podrobnými pokyny pro volbu intenzity proudu při práci s elektrodami různých průřezů. Svářeči bez velkých zkušeností mohou takový spotřební materiál bez problémů používat a získávat švy slušné kvality. Z nevýhod stojí za zmínku malá citlivost elektrod na znečištění a korozi.
• OK 46.00:XNUMX – spotřební materiál doporučený pro práci s díly z uhlíkové oceli. Jednou z hlavních výhod takových tyčí je snadné zapálení oblouku a schopnost pracovat na špatně vyčištěném kovu. Dobře si poradí se širokými mezerami mezi svařovanými díly a lehce rozstřikují roztavený kov. Chovají se dobře při svařování svislých a stropních švů.
• OZS-4. Tyto elektrody jsou také navrženy pro práci s uhlíkovým kovem a nebojí se špinavých a rezavých povrchů. Samostatně stojí za zmínku, že takové spotřební materiály lze použít pro svařování mokrých dílů. Snadno zapálí oblouk a zajistí jeho stabilitu po celou dobu provozu. Balení obsahuje manuál udávající aktuální parametry pro tyče různých průměrů. Takové elektrody se často používají k připojení tlustých částí.
• LB-52U – pruty s řadou nepochybných výhod. Vyznačují se nízkou spotřebou, minimálním rozstřikem taveniny, stabilitou oblouku při různém napětí svařovacího proudu a vysokými mechanickými vlastnostmi.
• ANO-4. Tyto spotřební materiály jsou navrženy pro práci s díly vyrobenými z uhlíkové oceli. Chovají se dobře při svařování špatně vyčištěných, rezavých, mokrých obrobků. Dokonale zapalují oblouk a zajišťují stabilitu jeho hoření při svařování. Poskytují vysoce pevné svary a jsou necitlivé na kolísání délky oblouku. Mistři považují za nevýhodu takových elektrod určitý sklon k tvorbě pórů.

doporučené články

• Svařování trubek pod úhlem: technologie a procesní vlastnosti
• Škodlivé nečistoty v oceli a jejich vliv na její vlastnosti
• Třídy oceli: klasifikace a interpretace

Sílu svařovacího proudu pro ruční obloukové svařování lze obvykle snadno určit z pokynů přiložených ke všem svařovacím materiálům. Tyto příručky poskytují vodítko pro výběr hodnoty proudu pro invertor a další typy svařovacích strojů při práci s tyčemi různých průměrů. Mistři určují požadovanou proudovou sílu analýzou indikátorů, které jsme podrobně diskutovali výše.

Vedoucí obchodního oddělení