Підко­рен­ня ду­ги

Найпоширенішим способом з’єднання матеріалів на сьогодні є електродугове зварювання. В сільському господарстві у виробництві та ремонті сільськогосподарської техніки цей спосіб найпоши­реніший. Проте це доволі складний процес, який потребує особливої уваги, знань та навичок. Своїми секретами правиль­ного зварювання та вибору зварювального матеріалу, параметрів зварювання та зварювальних витратних матеріалів поділився Німецький аграрний центр (НімАЦ) під час семінару «Ремонтне зварювання», який проходив на початку березня і на якому нам вдалося побувати.

А. Сухина
a.sukhina@univest-media.com

На сьо­годні відо­мо близь­ко 70 спо­собів зва­рю­ван­ня. В ос­но­ву їхньої кла­сифікації по­кла­де­но дві оз­на­ки: аг­ре­гат­ний стан ма­теріалу в зоні зва­рю­ван­ня та вид енергії, яку ви­ко­ри­с­то­ву­ють для ут­во­рен­ня з’єднан­ня.

Виз­на­чен­ня мар­ки сталі
Для то­го щоб з’єднан­ня зва­рю­ва­них ма­теріалів ма­ло добрі по­каз­ни­ки міц­нос­ті, потрібно виз­на­чи­ти ма­теріал, із яко­го во­ни ви­го­тов­лені. Ос­нов­ним ма­теріалом для ви­го­тов­лен­ня сільсько­го­с­по­дарсь­ко­го об­лад­нан­ня та техніки є сталь. Го­ло­вний по­каз­ник, за яким кла­сифіку­ють сталь, — це вміст вуг­ле­цю, то­му потрібно виз­на­чи­ти йо­го вміст у ма­теріалі, що по­тре­бує зва­рю­ван­ня. Від то­го, який ма­теріал зва­рю­ва­ти­ме­мо, за­ле­жить ви­­бір еле­к­т­родів для зва­рю­ван­ня, ре­жи­му цьо­го про­це­су і влас­не спо­со­бу. Ду­же до­б­ре, ко­ли ми маємо но­ву де­таль, но­вий ма­теріал, який щой­но прид­ба­ли, і нам відо­мо мар­ку сталі. А що ро­би­ти, ко­ли до­во­дить­ся ре­мон­ту­ва­ти техніку, а про ма­теріал, із яко­го во­на ви­го­тов­ле­на, до­­во­дить­ся тільки здо­га­ду­ва­тись?
Най­по­ши­ренішим і най­прак­тичні­шим спо­со­бом виз­на­чен­ня вмісту вуг­ле­цю в сталі є так зва­ний спосіб на іскру. Суть цьо­го ме­то­ду по­ля­гає у виз­на­ченні вмісту вуг­ле­цю за ко­ль­о­ром та ха­рак­те­ром іскор, які от­ри­муємо в про­цесі рі­зан­­ня бол­гар­кою.
По­нят­тя «ре­жим зва­рю­ван­ня»
Під ре­жи­мом зва­рю­ван­ня ро­зуміють су­купність умов, що ство­рю­ють стійкий пе­ребіг зва­рю­валь­но­го про­це­су. Па­ра­ме­т­ри ре­жи­му зва­рю­ван­ня роз­поділя­ють на ос­новні та до­дат­кові.
До ос­нов­них (за руч­но­го зва­рю­ван­ня) відно­сять такі:
   ве­ли­чи­на, рід і по­лярність стру­му;
   іаметр еле­к­т­ро­да;
   на­пру­га;
   швидкість зва­рю­ван­ня;
   ве­ли­чи­на по­пе­реч­но­го ко­ли­ван­ня кінця еле­к­т­ро­да.
До­дат­ко­ви­ми па­ра­ме­т­ра­ми є:
   склад і тов­щи­на по­крит­тя еле­к­т­ро­да;
   по­чат­ко­ва тем­пе­ра­ту­ра ос­нов­но­го ме­та­лу;
   по­ло­жен­ня еле­к­т­ро­да в про­сторі (вер­ти­каль­не, по­хи­ле);
   по­ло­жен­ня ви­ро­бу в про­цесі зва­рю­ван­ня.
Гли­би­на про­ва­рю­ван­ня і ши­ри­на шва за­ле­жать від усіх ос­нов­них па­ра­метрів ре­жи­му зва­рю­ван­ня.
Збільшен­ня си­ли зва­рю­валь­но­го стру­му вик­ли­кає за незмінної швид­кості ве­ден­ня еле­к­т­ро­да зро­с­тан­ня гли­би­ни про­ва­рю­ван­ня, що по­яс­нюється зміною ве­ли­чи­ни по­гон­ної енергії (теп­ло­ти, що при­па­дає на оди­ни­цю до­вжи­ни шва) і ча­ст­ко­во зміною ти­с­ку, що чи­нить­ся сто­впом еле­к­т­рич­ної ду­ги на по­верх­ню зва­рю­валь­ної ван­ни.
Вибір еле­к­т­родів
Під час ви­бо­ру еле­к­т­ро­да потрібно поціка­ви­тись, якою бу­де кінце­ва міцність зва­рю­валь­но­го шва. Спра­ва в то­му, що як­що ми візьме­мо еле­к­т­род, який дає міцність шва, мен­шу за міцність зва­рю­валь­но­го ма­теріалу, то є вірогідність ви­­ник­нен­ня роз­ло­му по лінії зва­рю­ван­ня. За ви­бо­ру еле­к­т­родів із більшою міцністю, ніж зва­рю­валь­ний ма­теріал, вірогідна лінія роз­ло­му бу­де про­хо­ди­ти в зоні при­ля­ган­ня ос­нов­но­го ме­та­лу до шва.
Слід звер­та­ти ува­гу та­кож на об­маз­ку еле­к­т­ро­да.

Функції об­маз­ки:
   стабілізація горіння еле­к­т­ро­ду­ги;
   рівномірність віддачі ма­теріалу еле­к­т­ро­дом.
Ду­же важ­ли­во, щоб во­на бу­ла рівномірно на­не­се­на по всій до­вжині еле­к­т­ро­да й ма­ла од­на­ко­ву тов­щи­ну. Не­пра­виль­не її на­не­сен­ня при­зво­дить до не­ба­жа­но­го яви­ща в про­цесі зва­рю­ван­ня: еле­к­т­ро­ду­гу потрібно бу­де, що на­зи­вається, «ло­ви­ти».

Дов­ге зберіган­ня
еле­к­т­родів від­кри­ти­ми
Дов­го­т­ри­ва­ле зберіган­ня еле­к­т­родів роз­пе­ча­та­ни­ми при­зво­дить до ржавіння ша­ру між стерж­нем еле­к­т­ро­да й об­маз­кою. Як це впли­ває на горіння еле­к­т­ро­ду­ги? Іржа — це про­дукт взаємодії во­ди та кис­ню, і са­ме ки­сень ще більше роз­па­лює еле­к­т­ро­ду­гу, і її тем­пе­ра­ту­ра бу­де більшою, ніж потрібно, внаслідок чо­го ще більше пе­регрівається ма­теріал. І в ре­зуль­таті от­ри­муємо шов не з ти­ми міцнісни­ми ха­рак­те­ри­с­ти­ка­ми, які нам потрібні, або ж уза­галі про­па­люємо зва­рю­вальні де­талі. Щоб цьо­го уник­ну­ти, пе­ред зва­рю­ван­ням слід змен­ши­ти зва­рю­валь­ний струм при­близ­но на 5 А.
По­лярність еле­к­т­родів
Та­кож слід звер­ну­ти ува­гу на по­лярність еле­к­т­родів: «+-», «+», «-».
По­лярність вста­нов­лю­ють за­леж­но від ви­ду зва­рю­ва­но­го ме­та­лу та йо­го тов­щи­ни. Під час зва­рю­ван­ня постійним стру­мом зво­рот­ної по­ляр­ності (по­знач­ка «+» — на три­мачі) на еле­к­т­роді виді­ляється більше теп­ло­ти. Ви­хо­дя­чи з цьо­го, зво­рот­ну по­лярність за­сто­со­ву­ють за зва­рю­ван­ня тон­ких де­та­лей за­для за­побіган­ня про­па­лю­ван­ню ма­теріалу і під час зва­рю­ван­ня ле­го­ва­них ста­лей — щоб уник­ну­ти їхньо­го пе­регріван­ня. То­му на прак­тиці потрібно са­мо­му ре­­тель­но виз­на­ча­ти, які еле­к­т­ро­ди ви­бра­ти і що са­ме зва­рю­ва­ти­ме­те. 

Вибір еле­к­т­ро­да за­леж­но
від тов­щи­ни ма­теріалу
Діаметр еле­к­т­ро­да ви­би­ра­ють за­­леж­но від тов­щи­ни зва­рю­ва­но­го ма­­те­ріалу (мм). Еле­к­т­роди діаме­т­ром 3 і 4 мм бе­руть за тов­щи­ни ме­та­лу 2–4 мм; відповідно, 4 і 5 — за 4–8; 4 і 6 — за 8 мм і більше.
Вибір сили
зварювального струму
Для зва­рю­ван­ня в ниж­нь­о­му по­ло­женні си­лу зва­рю­валь­но­го стру­му до­би­ра­ють за фор­му­лою:
I = K×d,
де I — си­ла зва­рю­валь­но­го стру­му, А;
К — ко­ефі­цієнт, А/мм;
d — діаметр еле­к­т­ро­да, мм.
Слід вра­ху­ва­ти: за зва­рю­ван­ня у вер­ти­каль­но­му по­ло­женні си­ла стру­му змен­­шується на 10–20%, за здійснен­ня го­ри­зон­таль­них швів — на 15–20, сте­ль­о­вих швів — на 20–25%.