Stanowisko do elektrycznego spawania elektrodą otuloną

W skład stanowiska do spawania elektrodą otuloną wchodzi:

• Źródło prądu stałego lub przemiennego wraz z układem sterowania. Popularne nazwy to: spawarka, spawarka MMA, transformator spawalniczy, prostownik spawalniczy, inwertor spawalniczy.
• przewód z uchwytem elektrodowym doprowadzającym prąd spawania do elektrody,
• przewód masowy z zaciskiem łączący spawany przedmiot ze źródłem prądu.
• oprzyrządowanie konstrukcji spawanej,
• odciąg dymów spawalniczych.

Jak spawać metodą MMA - podstawowe informacje

Przed przystąpieniem do spawania zaleca się dokładne sprawdzenie stanu źródła, kabli, uchwytu elektrody oraz zacisku masy. Jeżeli źródło wyposażone jest w pulpit sterowniczy lub system zdalnego sterowania, ich funkcjonowanie również powinno zostać sprawdzone. Ponadto należy zweryfikować prawidłowość doboru gatunku i średnicy elektrody pod kątem zastosowania. Otulina elektrody nie może być naruszona.

Spawanie zostaje zainicjowane przez uderzenie elektrodą spawalniczą w rowek spawalniczy. Następnie należy elektrodę cofnąć, nie powodując nadmiernego wydłużenia łuku i przemieszczać ją powoli i równomiernie, przez cały czas obserwując powierzchnię powstałego jeziorka spawalniczego. Elektrodę spawalniczą należy przesuwać uchwytem pochylonym w przód - w kierunku zgodnym z kierunkiem spawania. Warstwa żużla jest widoczna za jeziorkiem spawalniczym. Odległość linii żużla od jeziorka spawalniczego może być regulowana prądem spawania oraz kątem pochylenia uchwytu spawalniczego.

Podczas spawania należy koncentrować się na długości łuku, która powinna być jak najmniejsza. Długość łuku w trakcie spawania może łatwo wzrosnąć w miarę zużywania się elektrody. Początkowo, panowanie nad ruchem elektrody może być nieco utrudnione, lecz w miarę praktyki staje się to łatwiejsze.

Po zużyciu elektrody, należy usunąć żużel ze spoiny i wyczyścić ją szczotką stalową. Zajarzenie łuku w kolejnej elektrodzie należy rozpocząć w miejscu znajdującym się nieznacznie przed wykonanym odcinkiem spoiny, następnie należy ją cofnąć do tego odcinka spoiny i kontynuować proces spawania.

Aby zakończyć kładzenie spoiny należy nieco cofnąć elektrodę wzdłuż wykonanego łączenia, a następnie odsunąć ją zdecydowanym ruchem.

Podstawowe parametry procesu spawania elektrodą otuloną

• Rodzaj i biegunowość prądu spawania - proces spawania metodą MMA może odbywać się prądem stałym lub przemiennym o częstotliwości sieciowej 50Hz. Rodzaj prądu dobierany jest do gatunku użytej elektrody. Na opakowaniach elektrod producenci podają rodzaj i biegunowość prądu jaki należy wybrać dla danego typu elektrod.
  Przy spawaniu prądem stałym ilość ciepła na biegunie dodatnim stanowi około 70% całkowitego ciepła wydzielanego w łuku. Tak więc biegunowość ma wpływ na prędkość stapiania elektrody i głębokość wtopienia.
  Przy spawaniu prądem przemiennym ilość ciepła wydzielana jest równomiernie ale łuk jest mniej stabilny.
• Natężenie prądu spawania - jest parametrem bezpośrednio regulowanym w spawarce. Wartość natężenia prądu spawania dobierana jest w zależności od średnicy elektrody, jej gatunku i pozycji spawania. W przybliżeniu wartość prądu spawania w amperach można dobrać ze wzoru I_sp=(30÷40)×d, gdzie d jest średnicą elektrody w milimetrach. Mniejsze wartości dobiera się podczas wykonywania pierwszego ściegu i podczas spawania w pozycjach przymusowych: pułapowej, naściennej.
  Zbyt niskie natężenie powoduje niestabilność łuku, natomiast za wysokie natężenie prądu powoduje nadmierny rozprysk i zbytnie przegrzewanie i uszkadzanie otuliny elektrody. Parametr ten w największym stopniu decyduje o energii cieplnej łuku, a więc głębokości wtopienia i prędkości stapiania. Przy stałej średnicy elektrody, ze wzrostem natężenia prądu, wzrasta temperatura plazmy łuku, wzrasta wydajność stapiania i ilość stapianego metalu spawanego oraz głębokość, szerokość i długość jeziorka spoiny. Dobór natężenia prądu spawania zależy od rodzaju spawanego materiału, rodzaju elektrody, jej średnicy, rodzaju prądu, pozycji spawania oraz techniki układania poszczególnych ściegów spoiny.
• Napięcie łuku - napięcie łuku proporcjonalne jest do długości łuku i wywiera wyraźny wpływ na charakter przenoszenia metalu w łuku, prędkość spawania i efektywność układania stopiwa. Ze wzrostem napięcia łuku wzrasta jego energia i w efekcie objętość jeziorka spoiny. Szczególnie wyraźnie zwiększa się szerokość i długość jeziorka. Przy stałym natężeniu prądu podwyższenie napięcia łuku nieznacznie wpływa na głębokość wtopienia. Długość łuku regulowana jest przez operatora i zależy od jego umiejętności manualnych i percepcji wizualnej. Dobór napięcia łuku zależy od rodzaju elektrody, pozycji spawania, rodzaju i natężenia prądu oraz techniki układania ściegów spoiny.
• Rodzaj i średnica elektrody - Średnicę elektrody otulonej dobiera się w zależności od grubości spawanego elementu bądź spoiny, pozycji spawania natomiast typ elektrody od rodzaju spawanego materiału.
  W praktyce elektrody otulone posiadają średnicę rdzenia od 1,6mm do 6,0mm. Średnica elektrody powinna być mniejsza od grubości spawanego materiału. Przykładowe grubości materiału spawane elektrodami o różnych średnicach:
  - Ø1,6mm - 1,5÷2,5mm
  - Ø2,0mm - 2,5÷3,5mm
  - Ø2,5mm - 3,0÷5,5mm
  - Ø3,2mm - 4,0÷6,5mm
  - Ø4,0mm - 6,0÷9,0mm
  - Ø5,0mm - 7,5÷10mm
  - Ø6,0mm - 9,0÷12mm
  
  Trzeba pamiętać o tym, że średnica elektrody otulonej decyduje m.in. o gęstości prądu spawania. Ma to bezpośredni wpływ na kształt spoiny i głębokość jej wtopienia. Wpływa także na możliwości spawania w pozycjach przymusowych. Zwiększenie średnicy elektrody, przy stałym natężeniu prądu, powoduje obniżenie głębokości wtopienia, przy jednoczesnym zwiększeniu szerokości spoiny. Prawidłowe dobieranie średnic elektrod wymaga pewnego doświadczenia.
  Prawidłowo dobrana średnica elektrody to ta, przy której dla prawidłowego natężenia prądu i prędkości spawania uzyskuje się spoinę o wymaganym kształcie i wymiarach, w możliwie najkrótszym czasie.
  
  Zobacz rodzaje elektrod otulonych.
  
  
• Prędkość spawania - prędkość spawania to szybkość przemieszczania końca elektrody z jarzącym się łukiem. Prędkość zależy od wielu czynników i prawidłowy jej dobór zależy od umiejętności spawacza. Zbyt duża prędkość powoduje tworzenie wąskiej i nieregularnej spoiny. Zbyt mała prędkość powoduje tworzenie spoiny zbyt wysokiej i szerokiej oraz nawet przepalenie złącza.
  Prędkość spawania rozpatrywana może być jako prędkość przemieszczania się końca elektrody, ale również jako prędkość wykonania jednego metra złącza i wtedy uwzględnione są wszystkie czasy pomocnicze, np. czas wymiany elektrody, oczyszczania poprzedniego ściegu itd.
  
  Prędkość przesuwania łuku wzdłuż złącza zależy od:
  • Rodzaju prądu, jego biegunowości i natężenia,
  • Napięcia łuku,
  • Pozycji spawania,
  • Prędkości stapiania elektrody,
  • Grubość spawanego materiału i kształtu złącza,
  • Dokładności dopasowania złącza,
  • Wymaganych ruchów końcówki elektrody.


• Tor ruchu elektrody - podstawą jest ruch prostoliniowy końca elektrody, jednak przy spawaniu elementów o większych grubościach, w których jest konieczność ułożenia wielu warstw spoiny, celowe jest prowadzenie elektrody tzw. zakosami aby uzyskać pełny przetop a następnie prawidłowo wypełnić spoinę.

• Pochylenie elektrody - pochylenie elektrody w stosunki do kierunku spawania wpływa na głębokość wtopienia oraz na szerokość i kształt spoiny.
  Pochylenie w kierunku zgodnym do kierunku spawania daje większą głębokość wtopienia przy mniejszej szerokości i wysokości lica. Ponadto takie ustawienie dobrze chroni obszar spawania przed wpływem atmosfery.
  Pochylenie w kierunku przeciwnym do kierunku spawania daje mniejszą głębokość wtopienia przy większej szerokości i wysokości lica co umożliwia spawanie materiałów o mniejszej grubości.
  Pochylenie elektrody względem złącza pozwala na regulację kształtu spoiny, głębokości wtopienia, szerokości lica i wysokości nadlewu tablica 1.
  Pochylenie elektrody w kierunku przeciwnym do kierunku spawania powoduje, że siła dynamiczna łuku wciska ciekły metal jeziorka do przodu i maleje głębokość wtopienia, a wzrasta wysokość i szerokość lica. Pochylenie elektrody w kierunku spawania powoduje, że ciekły metal wciskany jest do tylnej części jeziorka, wzrasta głębokość wtopienia, a maleje szerokość i wysokość lica.

Wskazówki technologiczne

Spawanie ręczne elektrodą otuloną umożliwia wykonanie złączy różnego typu: doczołowych, teowych, narożnych, krzyżowych, zakładkowych, nakładkowych i otworowych. Złącza mogą powstawać w różnych pozycjach. Normalne grubości elementów spawanych są rzędu 1÷2 mm dla spawania jednym przejściem i 3,0÷10,0 mm dla spawania wielościegowego. W zależności od grubości łączonych elementów ich brzegi muszą być przed spawaniem odpowiednio przygotowane. Tylko takie przygotowanie zapewni prawidłowe wykonanie połączenia i wysoką wydajność spawania. Głębokość wtopienia elektrod otulonych, przy nominalnym natężeniu prądu spawania, wynosi zwykle około 3,0mm i do tej grubości złącza spawać można bez ukosowania. Większe grubości blach powinny być ukosowane dwustronnie lub jednostronnie. Brzegi materiału można ukosować na kształt: V, X, U, Y i 2U. Przed spawaniem brzegi łączonych elementów powinny być zawsze dokładnie oczyszczone z zanieczyszczeń. W innym razie może dojść do obniżenia jakości złącza. Szczególnie niebezpieczne w tym względzie są zanieczyszczenia pochodzące z resztek smarów, farb i lakierów. Ukosować brzegi łączonych elementów można przez cięcie tlenem, plazmowo lub poprzez obróbkę mechaniczną. Zachowanie stałej geometrii złącza i odstępu łączonych przedmiotów w czasie spawania zapewni mocowanie elementów w zaciskach spawalniczych lub wykonanie spoin szczepnych. Ich długość powinna wynosić 15-30mm z odstępem około 30 grubości łączonych przedmiotów. Grubość spoin szczepnych nie powinna przekraczać 1/3 przekroju spoiny. Podczas wykonywania złącza spoiny szczepne należy dokładnie przetopić.

Zawartość:

• Wprowadzenie
• Technika spawania MMA
• Rodzaje elektrod
• Spawarki MMA, dobór