Советы для достижения чистых и точных сварных швов с помощью палочной сварки

Сварка палками, официально известная как сварка Щитовой металлической дугой (SMAW), является одним из старейших и наиболее универсальных процессов сварки. Она опирается на расходуемый электрод, покрытый потоком для производства сварного шва. В то время как она прощает грязные или ржавые материалы, достижение чистых и точных сварных швов с SMAW требует глубокого понимания техники, оборудования и металлургии. Это руководство предоставляет действенные советы по повышению результатов сварки палками от приемлемого до профессионального уровня, охватывая все, от подготовки поверхности до предотвращения дефектов.

Подготовка к качественному сварному шву

Подготовка является единственным наиболее важным фактором в производстве чистого сварного шва палки. Неподготовленная поверхность приводит к дефектам, таким как пористость, включение шлака и плохой синтез. Инвестируйте время в правильную очистку и установку машины, прежде чем ударить дугу.

Методы очистки поверхности

Начните с удаления всех загрязнений: ржавчины, мельничного масштаба, краски, масла, смазки и грязи. Используйте проволочную щетку (нержавеющая сталь для нержавеющей или алюминиевой), шлифовальную машину с пластинчатым диском или химический обезжириватель. Для тяжелой ржавчины или чешуи более эффективен шлифовальный станок с шлифовальным колесом. После шлифования протрите область соединения чистой тряпкой, чтобы удалить любую остаточную пыль или масляную пленку. Даже тонкие слои загрязнения могут вводить водород в сварной шов, вызывая чувствительность к трещинам. Структурный код AWS D1.1 предписывает предварительное очищение сварного материала, чтобы минимизировать растрескивание водорода.

Выбор и хранение электродов

Выбор правильного электрода для вашего базового металла, совместного дизайна и положения имеет решающее значение.

Всегда держите электроды в герметичном контейнере или нагретом шкафу до использования.Влажные стержни можно восстановить путем выпечки при заданных температурах.

Настройка машины и обслуживание кабелей

Проверьте настройки сварочного аппарата перед запуском. Установите усилие в рекомендуемом производителем диапазоне для диаметра электрода. Как правило, большой палец:

Выберите правильную полярность: электрод постоянного тока отрицательный (DCEN) для более глубокого проникновения в некоторые стержни, или электрод постоянного тока положительный (DCEP) для большинства электродов SMAW (особенно E6010 и E7018) для максимизации проникновения и устойчивости дуги. Проверьте кабели для разрезов или открытого заземления проводника на заготовке. Свободные соединения вызывают падение напряжения и неустойчивое дуговое поведение. Очистите поверхность контакта рабочего зажима для обеспечения твердого электрического соединения.

Мастер сварочной техники

Совершенствование вашей физической техники - это то, где большинство сварщиков видят немедленное улучшение. Сосредоточьтесь на угле электрода, скорости перемещения, длине дуги и манипуляции.

Электродный угол

Для большинства применений удерживайте электрод под углом перетаскивания 15° до 20° (направляя назад к завершенному сварному швам.] (направляя назад шлак за лужу и улучшая видимость. Для вертикальной сварки используйте угол нажатия от 5° до 15°. Поддерживайте постоянный угол на протяжении всего пробега, чтобы избежать неравномерной формы шарика и отсутствия термоядерного синтеза. Многие новички наклоняют электрод слишком далеко, вызывая подрез или защемление шлака).

Длина дуги

Держите дугу как можно короче, не прилипая к стержню. Короткая дуга — примерно диаметр провода электродного сердечника — концентрирует тепло, уменьшает брызги и предотвращает загрязнение сварочного бассейна кислородом и азотом. Длинная дуга производит более широкую, менее проникающую бусину с чрезмерным брызгом и плохими механическими свойствами. Вы можете услышать разницу: хрустящий, трескающий звук указывает на правильную длину дуги; шипящий или распыляющийся звук означает, что дуга слишком длинная.

Скорость движения

Скорость перемещения напрямую влияет на ширину, проникновение и профиль. Слишком быстрое движение приводит к образованию узкой выпуклой бусины с плохим сплавом боковых стенок. Слишком медленное движение создает широкую плоскую бусину с избыточным усилением и возможной зацепкой шлака. Правильная скорость удерживает сварной бассейн от 1/8 до 3/16′′ за электродом. Для филе сварных швов цель состоит в том, чтобы размер ноги был равен толщине материала. На пластине распространена скорость примерно 6-12 дюймов в минуту. Практика на ломах для разработки ритма, который производит однородную, слегка выпуклую бусину с гладкой ряби.

Методы манипуляции

Для большинства сварочных шнуров достаточно устойчивой шнуровочной бусины (прямого сопротивления) и она обладает лучшими механическими свойствами. Используйте ткацкую связку только тогда, когда зазор сустава большой или вам нужно покрыть более широкое отверстие корня. Общие плетения включают:

В вертикальных положениях вверх используйте небольшое колебательное движение или серию перекрывающихся бусин, а не широкое плетение, чтобы контролировать провисание сварного металла.

Контроль тепла и проникновения

Тепловой вход регулирует качество сварки, микроструктуру и искажение.Правильное управление теплом обеспечивает сильный синтез без чрезмерного брызг или прогорания.

Устанавливать амператив

Используйте нижний конец диапазона электродов для тонких материалов (например, 1/8′′ стали) и более высокий конец для толстых секций. Слишком низкая ампература вызывает блуждающую дугу, плохое проникновение и прилипание. Слишком высокая ампература приводит к жесткой дуге, подрезке, чрезмерному брызг и неглубокому проникновению из-за дугового удара. Если вы видите электрод, светящийся красным покрытием потока, вы, вероятно, превышает номинальную амперацию. Снизьте его, чтобы избежать деградации потока.

Полярность и проникновение

Большинство электродов SMAW работают на DCEP (обратная полярность) для глубокого проникновения. DCEN (прямая полярность) дает более мелкое проникновение, но более высокую скорость осаждения, подходит для тонкого листа или специализированных электродов, таких как E7024. Альтернативный ток (AC) используется, когда дуговой удар является серьезным (например, на магнитных сталях) или когда машине не хватает выпрямления постоянного тока. полярность источника питания для соответствия требованиям электродов.

Температура предварительного нагрева и пересечения

Для более толстых материалов (выше 1′′ или 25 мм), высокопрочных сталей или холодных сред предварительный нагрев помогает замедлить скорость охлаждения, предотвращая растрескивание водорода и снижая твердость. Температура предварительного нагрева обычно колеблется от 100°F до 400°F (38°C до 204°C) в зависимости от углеродного эквивалента и толщины. Используйте температурную палку или инфракрасный термометр для мониторинга температуры интерпасса, особенно при выполнении нескольких проходов. Превышение максимальной температуры интерпасса может вызвать нежелательный рост зерна и снижение вязкости. AWS D1.1 и D1.5 предоставляют таблицы для конкретных применений.

Обсуждение Arc Blow

Удар дуги происходит, когда магнитные поля отклоняют дугу, часто в углах пластин или с прямым током. Симптомы включают блуждающую дугу, брызги и отсутствие проникновения. Средства:

Дефекты сварного шва и как их избежать

Даже опытные сварщики сталкиваются с дефектами. Знание причины и решения устраняет потраченное время на ремонт.

пористость

Пробоины в сварном шарике указывают на зацепление газа. Причины: влажные электроды, загрязненный неблагородный металл, слишком длинная дуга или сквозняки, сдувающие защитный газ. Предотвращение: стержни в стержневой печи, предварительное нагревание для отвода влаги, тщательное очищение поверхностей, поддержание короткой дуги и избегание сварки в ветреных условиях. Для легкой пористости измельчайте и повторно сварите.

Включение шлака

Неметаллические частицы, зажатые между сварными проходами или у пальцев бусины. Нередко возникают из-за неполного удаления шлака между проходами или из техники плетения, позволяющей шлаку катиться впереди лужи. Предотвращение: щепотка и щетка каждый проход тщательно, особенно в углах. Используйте угол перетаскивания, который удерживает шлак позади лужи. Для вертикальной сварки используйте небольшое движение вверх, чтобы отпустить шлак.

подрезать

Канавка расплавилась в основной металл на пальце сварного шва, ослабив сустав. Вызванная чрезмерным усилием, скоростью перемещения слишком быстрым или неправильным углом электрода. Предотвращение: уменьшите усилие, слегка угоните электрод к боковым пластинам, чтобы заполнить углы, и замедлите. Для филе сварных швов, ненадолго приостанавливайтесь на каждом пальце во время сварки. Подрез, превышающий 1/32′′ (0,8 мм), должен быть заземлен и повторно сварен на большинство кодов.

Отсутствие сплава

Неполное плавление между сварным металлом и недрагоценным металлом или между проходами. Обычно от низкого усилителя, быстрой скорости перемещения или плохого угла электрода, который не может расплавить суставную поверхность. Профилактика: увеличение усилителя, замедление, обеспечение направления дуги на корень сустава. Края сгиба должным образом и включают корневую поверхность для глубокого проникновения. На толстых участках пробег корня достаточно горячий, чтобы достичь полного проникновения, затем заполняют бусинами стрингера.

Взлом водорода

Небольшие трещины в сварном металле или зоне, подверженной тепловому воздействию, часто появляются через несколько часов после сварки. Вызванные водородом из влаги в потоке, в сочетании с высокими удерживающими и твердыми микроструктурами. Профилактика: используйте электроды с низким содержанием водорода (например, E7018), правильно храните стержни, очищайте сустав, предварительно нагревайте и контролируйте интерпас, и допускайте медленное охлаждение (покрытие изоляционными одеялами для толстых секций).

Уборка и инспекция после сварки

Чистый сварной шов одновременно эстетичен и функционален.Правильное удаление шлака предотвращает коррозию и облегчает визуальный осмотр.

Удаление шлака

После того, как сварной шов остыл достаточно, чтобы стать черным или серым (но все еще теплый на ощупь, около 400°F / 200°C идеально), используйте отщепляющий молоток, чтобы отломать тяжелый шлак. Ударьте шлак с глянцевым ударом по бусине сварного шва. Затем энергично щетку проволочной щеткой для удаления остаточных частиц. Для сварных швов из нержавеющей стали используйте специальную проволочную щетку из нержавеющей стали, чтобы избежать загрязнения. Удалите весь шлак из углов и корневой стороны сварного шва.

Критерии визуальной инспекции

Осмотрите сварку на предмет:

Для критических применений может потребоваться дополнительное неразрушающее тестирование (НДТ), такое как проникающий краситель, магнитные частицы или рентгенологическое тестирование.

Дополнительные советы для успеха

Сварка палками остается фундаментальным процессом в производстве, строительстве и ремонте. Методично применяя эти советы - от тщательной очистки и правильного хранения электродов до точного управления дугой и послесварочного контроля - вы можете последовательно производить чистые, прочные сварные швы, которые соответствуют требованиям кода и выдерживают эксплуатационные нагрузки. Ключом является преднамеренная практика: каждая бусина - это возможность усовершенствовать вашу технику. С терпением и настойчивостью вы можете овладеть искусством достижения чистых и точных сварных швов с SMAW.