Вплив показників режиму зварювання на розміри і форму шва
Режими зварювання значно впливають на якість, розміри та форму шва.
Зменшення діаметра електрода при постійному зварювальному струмі підвищує густину струму в електроді й глибину провару, що пояснюється збільшенням тиску дуги. При цьому також зменшується ширина шва за рахунок зменшення катодної та анодної плям. Ширина шва при зварюванні на прямій полярності менша ніж на зворотній, а значить менша порівняно із зварюванням на змінному струмі.
Глибина провару прямо залежить від сили струму. При її збільшенні глибина провару також збільшується і навпаки. На прямій полярності глибина провару більша, ніж при зворотній полярності. При зварюванні змінним струмом провар на 15-20% менший, ніж при зварюванні постійним струмом.
Під впливом тиску дуги, який збільшується з ростом струму, розплавлений метал витискується
з під дуги, що призводить до наскрізного проплавлення. Напрям тиску дуги можна змінювати нахилом електрода до виробу.
При зварюванні кутом уперед зменшується глибина провару і збільшується ширина шва, а при зварюванні кутом назад провар збільшується і зменшується ширина шва. Коли зварювання ведуть на підйом, то збільшується глибина провару й зменшується ширина шва, а при зварюванні на спуск — навпаки.
Кут нахилу електрода до зварювального виробу і напряму зварювання істотно впливає на якісне формування шва.
Важливо, щоб рідкий шлак вкривав розплавлений метал шва, слідуючи за рідкою ванною, ніби вкриваючи зварний шов «ковдрою», зберігаючи при цьому тепло і тим самим віддаляючи час початку кристалізації шва. При цьому рідка ванна під електродом має бути вільною від рідкого шлаку, що дозволяє спостерігати за формуванням шва і за проплавленням основного металу.
Зварювальна ванна без шлаку:
1 — кут нахилу електрода до дзеркала зварювальної ванни; 2 — кут нахилу електрода до виробу
Для цього необхідно зварювання виконувати під певним кутом нахилу електрода по відношенню до виробу і напряму зварювання.
Існує три положення нахилу електрода.
Положення нахилу електрода:
а — зварювання «під прямим кутом»; б — зварювання «кутом вперед»; в — зварювання «кутом назад»
Нахил електрода впливає на глибину проплавлення: максимальна глибина досягається при зварюванні «кутом назад», мінімальна глибина — при зварюванні «кутом вперед», середня глибина проплавлення — при зварюванні «під прямим кутом».
Зварювання «під прямим кутом» дозволяє рідкому шлаку рухатися слідом за зварювальною ванною, накриваючи рідкий метал шва відразу за електродом. Це забезпечує якісне формування валу. Поверхня шва має плавний перехід до основного металу і мінімальними перепадами між лусками. Рідкий шлак, що йде попереду, легко витісняється по обидві сторони зварювального вала важчим рідким металом шва.
Зварювання під прямим кутом електрода (стрілка показує напрямок руху електрода):
1 — шов; 2 — шлак
Коли шлак починає заважати процесу зварювання, необхідно нахилити електрод у бік напряму зварювання до відновлення нормального процесу.
Цей метод рекомендується застосовувати у випадках:
Примітка. При зварюванні електродами з покриттям рутилу нахил електрода у бік майбутнього шва завжди має бути більше, ніж при зварюванні електродами з основним покриттям.
Зварювання «кутом уперед» здійснюється при русі розплавленого шлаку попереду електрода. Він накопичується у великій кількості і натікає на основний метал, що заважає процесу зварювання. Зварювальна дуга починає «блукати», а іноді і гасне. Зварний шов стає нерівним. Можливі непровари і шлакові включення. У цьому випадку необхідно вирівняти положення електрода до вертикального.
Зварювання електродом «кутом вперед» (стрілка показує напрямок руху електрода):
1 — шлак
Зварювання «кутом вперед» застосовується:
Напруга дуги мало впливає на глибину провару, зате має пряму залежність із шириною шва — при підвищенні напруги ширина шва збільшується. Підвищення напруги дуги за рахунок збільшення її довжини призводить до зниження зварювального струму, а відповідно, й до зменшення глибини провару.
Глибина провару також залежить від амплітуди коливання кінця електрода — чим більша амплітуда, тим менший провар. Підвищення швидкості зварювання призводить до зменшення глибини провару та ширини шва.
Температура навколишнього середовища (від -60 до +80 °С) практично не впливає на глибину провару й ширину шва. Суттєві зміни в бік збільшення спостерігаються при попередньому підігріві до 500°С.