Обычно дуговая сварка не применяется для сварки деталей из тонких листов металла. Минимальная толщина листов при горизонтальной стыковой сварке составляет 1,0 мм при условии тщательной обработки свариваемых кромок, при меньшей толщине сварку выполнить трудно. Сварочные агрегаты подразделяются на:
– агрегаты вращательного типа, вырабатывающие постоянный сварочный электрический ток или переменный ток высокой частоты;
– статические агрегаты, дающие сварочный ток переменный или выпрямленный.
Свариваемые кромки могут располагаться в одной плоскости, т. е. устанавливаются встык. При толщине листов до 2 мм они состыковываются без зазора. При толщине листов в пределах 2–4 мм кромки выполняются прямыми, их состыковывают с зазором, равным 2/3 диаметра применяемого электрода, что позволяет обеспечить хороший провар шва.
Для обеспечения качественного выполнения сварки соединяемые кромки должны иметь фаски под углом 45° и затем должны быть состыкованы без зазора. При толщине листов свыше 4 мм кромки должны иметь V-образную форму с углом, равным 90°. Свариваемые кромки могут располагаться в различных плоскостях: угловая сварка с внутренним швом, с наружным швом и внахлестку.
Свариваемые кромки выполняются прямыми. Может производиться стыковая горизонтальная сварка, вертикальная сварка, а также сварка в иных положениях. Если сваривают металлы, окрашенные или покрытые защитным веществом, свариваемые кромки необходимо зачищать.
Очень важным вопросом, влияющим на удобство выполнения сварки и на себестоимость сварочного производства, является выбор диаметра электрода. Диаметр электрода является функцией толщины свариваемого металла. При выполнении кузовных работ толщина листов небольшая. Если сила сварочного тока нормальная, а диаметр электрода очень маленький и время сварки большое (большое число проходов), то деформации металла незначительны. Если диаметр электрода слишком большой, то возникает опасность образования отверстия, поэтому надо увеличить скорость перемещения электрода, но сварочный шов в этом случае получается неравномерный.
Для выполнения стыковой горизонтальной сварки прямых кромок электродами общего применения средней толщины выбор диаметра электрода может производиться по таблицам.
Для одного и того же диаметра электрода, в зависимости от расположения свариваемых деталей, сила тока может отличаться от указанных значений.
Диаметр электрода также зависит от расположения свариваемых деталей: при вертикальной сварке сверху вниз следует брать электрод того же диаметра, что и для горизонтальной сварки; при вертикальной сварке снизу вверх нужно уменьшить диаметр электрода на два диаметра стержня электрода; при потолочной сварке следует уменьшить диаметр электрода на несколько меньшую величину.
Приведем несколько примеров:
– стыковая горизонтальная сварка листов толщиной 3 мм – диаметр электрода 3,15 мм, сила тока 105 А;
– вертикальная сварка сверху вниз листов толщиной 3 мм – диаметр электрода 3,15 мм, сила тока 125 А;
– вертикальная сварка сверху вниз листов толщиной 3 мм – диаметр электрода 2,0 мм, сила тока 40–45 А;
– потолочная сварка листов толщиной 3 мм – диаметр электрода 2,5 мм, сила тока 60–65 А.
Точечная сварка выполняет ту же роль, что и применяемая для этой цели кислородно-ацетиленовая сварка или точечный прихват. В большинстве случаев следует применять большие значения силы тока, чем для шовной дуговой сварки, чтобы обеспечить хороший провар сварных точек с их меньшим превышением над уровнем свариваемой поверхности. Так как при точечной дуговой сварке нагрев более локальный, то металл в этом случае расширяется намного меньше, чем при кислородно-ацетиленовой сварке. Поэтому расстояние между сварными точками может быть больше.
Для зажигания дуги электрод подводится до касания к детали, а затем отводится. Контакт электрода с деталью может осуществляться либо легким ударом, либо трением о поверхность детали. При очень сильном ударе может произойти скалывание обмазки конца электрода, в результате электрод частично оголяется и при сварке переменным током прилипает к детали.
В процессе сварки электрод располагают следующим образом.
При горизонтальной стыковой сварке электрод удерживают в плоскости, перпендикулярной к поверхности листов, и наклоняют под углом 50–60° к оси сварного шва в направлении свариваемого участка шва. Чем ближе располагается электрод к вертикальному положению, тем более глубоким получается провар шва.
При угловой сварке внутренним швом электрод удерживают в плоскости, проходящей через биссектрису угла с наклоном под углом 50–80° в направлении свариваемого стыка. Если вертикальный свариваемый лист приводит к образованию желобчатого шва, то нужно располагать электрод под углом около 10° ниже плоскости, проходящей через биссектрису угла. Не следует выполнять шов широкими проходами. Более предпочтительно вести сварку автоматизированным ручным способом, который заключается в поддержании постоянного контакта конца обмазки электрода с вершиной угла между свариваемыми деталями. Стержень электрода расплавляется несколько быстрее, чем обмазка, что обеспечивает постоянство дуги. Направление движения электрода обеспечивается перемещением электрода с упором в угол, образованный соединяемыми деталями.
При вертикальной сварке сверху вниз электрод удерживается в плоскости, проходящей через ось сварного шва с наклоном под углом 0–50° по отношению к горизонтали. Если шлак располагается перед расплавом металла, то его сбрасывают короткими толчками электрода вниз. Для этого способа сварки необходимо применять соответствующие электроды.
При вертикальной сварке снизу вверх электрод удерживают в плоскости, проходящей через ось сварного шва под углом 10–30° к горизонтали.
Различают следующие виды проходов:
– узкие проходы, выполняемые без поперечных перемещений, практикуются для сварки тонких листов и листов средней толщины. Получается узкий сварной шов и минимальные деформации, называемые расширением и усадкой свариваемого металла;
– широкие проходы, выполняемые с поперечным смещением, применяют для сварки толстых листов и профилей. Происходит более интенсивный нагрев, что приводит к большим деформациям.
Если необходимо выполнить усиленный сварной шов, то его сваривают последовательными проходами. После каждого прохода следует полностью удалить шлак.
В процессе сварки сварщик должен отчетливо видеть расплав металла. Если шлак закрывает расплав, попадает под электрод или опережает его, то необходимо остановить сварку, обколоть шлак с конечного участка, увеличить силу тока, а затем возобновить сварку. После каждого прохода следует удалять шлак с конечного участка шва, чтобы начать следующий проход, отступив несколько миллиметров назад. Сварной шов нельзя заканчивать вогнутостью. Чтобы его заполнить, необходимо быстро и многократно возобновлять дугу движениями, параллельными плоскости детали.
Как и при кислородно-ацетиленовой сварке, при дуговой сварке могут быть непровар шва, налипание и т. д.
Типичным дефектом дуговой сварки является включение шлака. Этот дефект возникает при сварке окисленных листов, при очень слабом сварочном токе, из-за неправильного распределения проходов либо недостаточного удаления шлака после каждого прохода.
Отсутствие провара может произойти в результате плохой подготовки свариваемых кромок, которые недостаточно разделаны, либо малого зазора в их стыке. Непровар может произойти также при сварке электродом слишком большого диаметра, из-за чего приходится значительно уменьшать силу тока, чтобы не прожечь металл насквозь. В этом случае следует взять электрод меньшего диаметра.
Бороздки вдоль сварного шва образуются при повышенной величине сварочного тока или вследствие неправильного расположения электрода.
Для защиты сварщика от воздействия вредных излучений служит щиток, снабженный специальным стеклом, задерживающим инфракрасные, ультрафиолетовые лучи и предохраняющим от видимого излучения. Рукавицы из брезента или ткани, пропитанной специальным составом, предохраняют от вылета расплавленного металла.
При сварке необходимо обеспечить вентиляцию воздуха или улавливание образующегося дыма.
Защита от поражения электрическим током обеспечивается заземлением сварочного агрегата, включением между агрегатом и питающей электрической сетью аппаратуры защиты, поддержанием в хорошем состоянии питающих кабелей.
