Что влияет на выбор сварочного тока

Что влияет на выбор сварочного тока

При выполнении сварочных работ, качество получаемого соединения зависит в первую очередь от того, насколько правильно выбран режим сварки. Основным регулируемым параметром процесса или главной режимной характеристикой является электрический ток, который называют сварочным током.

Сила тока при сварке зависит главным образом от параметров заготовки, которую предстоит варить и от некоторых других факторов.

Основные понятия

Сварочный ток, кроме своего абсолютного значения, выражаемого в амперах, характеризуется постоянством или периодическим изменением во времени величины и направления.

В первом случае ток называется постоянным. Его источниками являются сварочные выпрямители, автономные сварочные генераторы, а также современные аппараты для сварки, использующие инверторные технологии.

Если направление и (или) величина тока меняются во времени, то его называют переменным. Источниками переменного сварочного тока служат понижающие трансформаторы, первичная обмотка которых включается в сеть переменного тока 220 или 380 вольт.

На выбор параметров сварки, то есть ее режима, влияют следующие факторы, тесно между собой связанные:

• толщина свариваемой заготовки;
• вид металла или сплава, который предстоит варить;
• диаметр применяемого электрода;
• расположение и характер шва.

Выбираемый токовый режим работы сварочного аппарата определяет величину энергии электрической дуги. Чем больше значение этого параметра, тем больше тепла выделяется при горении дуги, а значит, более интенсивно и глубоко плавится заготовка и применяемый электрод.

Отсюда становится понятным, что чем толще и массивней свариваемый металл, тем большее значение тока должно быть установлено при его сварке. Кроме этого, существует прямая зависимость между толщиной заготовки, токовым режимом и диаметром электрода при ручной дуговой сварке.

Зависимость от толщины электрода

Нормативная литература по сварочному делу содержит много таблиц, позволяющих выбрать требуемый диаметр электрода и значение сварочного тока для сваривания заготовок определённой толщины.

При увеличении тока сварки, увеличивается скорость плавления, как заготовки, так и материала электрода, это определяет прямую зависимость между сварочным током и диаметром электрода.

Например, если электродом, имеющим диаметр 2мм, рекомендуется сваривать металл толщиной 2 – 3 мм, выбирая при этом сварочный ток в диапазоне 40 – 80 ампер, то для электродов диаметром 5 – 6 мм указывается токовая величина 220 – 320 ампер при сварке металла 10 – 24 мм.

Стоит упомянуть ещё об одной характеристике сварочного процесса, связанной с диаметром используемого электрода. Речь идет о плотности тока сварки, определяемой отношением сварочного тока к площади поперечного сечения электрической дуги и измеряемой в амперах на миллиметр квадратный (А/мм2).

Этот параметр играет важную роль в формировании сварного шва. С увеличением диаметра электрода, плотность падает при неизменных токовых настройках аппарата.

Это обусловлено тем, что электрод с диаметром большего размера создает более толстую дугу, имеющую большее значение площади. Показатель плотности зависит также от длины электрической дуги.

При увеличении разрядного промежутка между электродом и заготовкой, дуга вытягивается, становясь тоньше, уменьшая площадь поперечного сечения разряда. При этом уменьшается температура, создаваемая дугой, замедляется процесс переноса вещества электрическим разрядом.

При дальнейшем увеличении зазора, процесс начинает терять стабильность, поверхность сварочной ванны становится неровной, и в итоге дуговой разряд гаснет. Таким образом, в относительно небольших пределах, энергию сварочного процесса можно регулировать путем изменения длины дуги.

Что касается сварки полуавтоматом, роль электрода здесь играет специальная проволока для сварки, диаметр которой также выбирается по таблицам, в зависимости от характеристик свариваемого металла и его толщины.

Практическое определение

Опытному сварщику не составит труда правильно выбрать режим сварки, если известны размеры заготовок и характеристики металла, из которого они изготовлены. При необходимости можно обратиться к одной из технологических таблиц.

Необходимо обращать внимание на рекомендации, прилагаемые к самим электродам и сварочному аппарату в инструкции. Существуют также эмпирические формулы, по которым можно произвести расчёт сварочного тока.

Для электродов, имеющих диаметр менее 4 мм или более 6 мм, иногда применяют следующую формулу:

В этой формуле I – сварочный ток, выраженный в Амперах, d – диаметр электрода в миллиметрах.

Для выбора сварочного тока при использовании электродов, имеющих диаметр менее 3 мм, и работе в самом простом нижнем положении, можно применить соотношение:

при диаметре 3-4 мм формула меняется на:

Расчетное значение на практике корректируют. Обычно происходит изменение в меньшую сторону на 10-15%.

Расположение и характер шва

Оптимальная величина тока сварки зависит от пространственной ориентации свариваемого соединения и положения, из которого производится сварка, а также от того, скошены ли кромки свариваемых деталей и под каким углом. Понятнее станет, если рассмотреть примеры.

При сваривании горизонтального шва в положении сверху, значение тока можно установить более высокое, чем при сварке вертикальных или горизонтальных потолочных швов в положении снизу.

Это объясняется тем, что сварочная ванна горизонтального, свариваемого сверху шва более устойчива и не склонна к растеканию. Повышенное значение тока в этом случае обеспечивает более глубокий провар заготовок, следовательно, более прочное сплавление по всей толщине детали.

Наименьший ток должен быть выбран при сварке потолочных швов снизу. В этом случае жидкий металл под воздействием силы тяжести стремится оторваться от шва и упасть, чему до определённого момента препятствуют лишь силы поверхностного натяжения расплавленного металла.

Это обстоятельство предъявляет более высокие требования к квалификации сварщика, которому в процессе выполнения работы необходимо тщательно следить за жидкой массой сварочной ванны, предотвращая вытекание из неё металла.

Следует заметить, что опытный сварщик может регулировать этот процесс, не уменьшая значение тока, а увеличивая скорость перемещения электрода вдоль шва, что кстати, уменьшает затраты времени на выполнение работы.

Подготовленные к сварке торцевые поверхности деталей путём их скашивания, требуют несколько уменьшить величину тока сварки, так как неподготовленные кромки необходимо проваривать гораздо глубже, чем предварительно снятые. Однако и в этом случае, при наличии опыта, выбор требуемого режима может быть осуществлен изменением скорости сварочного процесса.

Некоторые нюансы при выборе сварочного тока вносит тип покрытия применяемых электродов, но влияние этого фактора существенно ниже перечисленных ранее.

Какое влияние имеет полярность

При сварке инвертором, или классическим аппаратом постоянного тока, выбор режима сварки связан с полярностью. Прямой полярностью принято называть схему, при которой сварочный электрод подключен к минусовой клемме аппарата, свариваемая деталь соединяется при этом с плюсом.

Особенностью сварочного процесса при прямой полярности является то, что плавление материала электрода происходит более интенсивно, чем плавление заготовки. Объясняется это следующим образом.

Несмотря на то, что условное направление протекания электрического тока принято от плюса к минусу, реальный физический процесс представляет собой движение отрицательно заряженных частиц – электронов, от минуса к плюсу.

Благодаря этому, при такой полярности происходит быстрый расход материала электрода. Использование прямой полярности целесообразно в случае относительно тонких заготовок, либо если к массивному элементу приваривается тонкая деталь.

При подключении электрода к плюсу, а заготовки соответственно, к минусу, получаем полярность, которую называют обратной. При таком включении интенсивней плавится заготовка, что определяет преимущество его применения при сваривании более толстых деталей.

Поскольку каждая металлическая заготовка и сварочный аппарат имеет свои особенности, выбор оптимального значение тока зависит от опытности сварщика. Тем же, кто только учится варить, необходимо ориентироваться на расчетные и табличные значения.

Доступно о характеристиках сварочных аппаратов

Выбираете сварочный аппарат и не знаете, что значат все его описанные характеристики, и каково их влияние на показатели работы той или иной модели? В этой статье мы постараемся в доступной форме объяснить смысл различных параметров, и чем они могут быть для вас полезны.

Существуют технические характеристики, которые при выборе модели следует учитывать в первую очередь. Это сила тока и продолжительность включения.

Сила тока

Показатель, характеризующий мощность аппарата. Измеряется в амперах. Чем она больше, тем большим диаметром электродов можно будет варить. А чем больше диаметр используемого электрода, тем выше производительность. Это показывает прямую зависимость между величиной силы тока и работоспособностью аппарата.

Для бытовых нужд, когда предполагаются небольшие объемы периодических сварочных работ вполне достаточно аппарата с силой тока 130-200 Ампер, но приобретая модель для стационарного поста в цеху или мастерской, следите, чтоб этот показатель был не менее 200 Ампер.

Можно примерно рассчитать нужную силу тока, исходя из предполагаемого диаметра электрода, которым вы будете пользоваться. Учитывая тот факт, что на 1 мм сечения электрода необходима сила тока примерно в 40 Ампер, то для сварки 4 мм электродом необходим аппарат с мощностью 160 Ампер.

Не рекомендуется применять электроды максимально возможных диаметров, так как это уменьшает глубину провара шва и снижает его качество. Например, с аппаратом мощностью 160 Ампер, можно работать электродом диаметром до 4 мм, но при этом мощность дуги падает и возрастает вероятность непровара шва. В свою очередь, модель в 260 Ампер, может использовать электроды диаметром до 6,5 мм и потому с таким аппаратом с легкостью применяются 4-миллиметровые электроды без угрозы неполного формирования шва.

Кроме того, сварка разного металла электродом одного диаметра требует различной силы тока. Например, использование электрода диаметром 4 мм для сварки малоуглеродистой стали требует силы тока в 150 Ампер, а для соединения деталей из «нержавейки» — 170 Ампер.

Так же рекомендуется выбирать аппарат с запасом силы тока на 1/3 от предполагаемой величины использования для исключения его работы на максимальной мощности и продления срока амортизации.

Продолжительность включения (ПВ)

Данный показатель характеризует отрезок времени непрерывной работы в 10-минутном периоде при определенной силе тока и температуре внешней среды. Например, показатель ПВ при t=20 С — 80 (45%). Это значит, что данный аппарат, при t=20 С и силе тока в 80 Ампер, способен непрерывно работать без перегрева в течении 4,5 минут и должен иметь перерыв в работе 6,5 минут. Рабочий период необязательно должен быть непрерывным, а может набираться по совокупности в течение 10-минутного интервала.

Практика показывает, что в сварочном процессе 80% рабочего времени занято подготовкой (передвижение детали, смена электродов, зачистка, откол шлака, перемещение самого сварщика относительно детали и т.д.) и только 20% приходится непосредственно на сварку.

Кроме основных характеристик существуют дополнительные показатели, которые помогут сделать выбор между моделями, на первый взгляд, схожими.

Сварка электродом и сила тока: ключевые моменты

Работа со сварочным аппаратом – это навык, освоение которого приходит с практикой. Выбор правильных электродов и силы сварочного тока считается не менее легким процессом из-за широкого диапазона электродов. Все зависит от типа металла, его механических свойств. Электроды работают с определенным типом источника сварочного тока. Перед включением сварочного и начала работ вам нужно определиться с факторами выбора электродов и расчета силы сварочного тока.

В этом обзоре мы рассмотрим основные принципы расчета силы токов при сварке электродом и рассмотрим теорию, рекомендации специалистов, которые помогут на практике избежать типичных ошибок. Если вы работаете со сварочным аппаратом с ручными настройками, уделите этому вопросу должное внимание. В современных моделях есть автоматический режим.

Сварочный ток: что нужно знать о нем

Сам процесс варки зависит от двух составляющих – диаметр электродов и сила тока при сварке электродом. Если вы правильно определяете их, проблем в работе не возникнет. При работе с металлом также обратите внимание на марку электродов, положение аппарата при сварке, полярность тока для сварки. Перед началом работы определить со швом, который вы хотите получить в результате, насколько для вас важна его аккуратность, точность. Тогда уже переходите к установке режима сварки и силы сварочного тока.

Для новичков важно запомнить базовое правило: сила сварочного тока определяется после ознакомления с диаметром электродов, который вы намерены использовать для сварки. Это базовый фактор для планирования работы.

Сварка металла электродом: как выбрать

Чтобы правильно подобрать электрод, оцените состав выбранного металла. Суть заключается в том, что состав электродов должен соответствовать типу металла. Только в этом случае удастся обеспечить прочный сварочный шов. Если определить состав металла проблематично, разберитесь в следующих моментах:

1. Внешний вид металла. Если вы работаете со сломанной деталью, проверьте внутреннюю поверхность и определите, является ли подобранный металл литым.
2. Магнитный или нет. Если металл магнитится, вероятнее всего, речь идет об углеродистой или легированной стали. Если основной металл не магнитится, материал может быть марганцевой сталью, нержавеющей сталью серии, цветным сплавом (алюминий, латунь, медь или титан).
3. Образовавшиеся искры. Если во время прикосновения к дробилке металл образовывает большое количество иск, это свидетельствует о содержании углерода.
4. Прочность. Сравните минимальную прочность электрода на разрыв с пределом прочности основного металла. Прочность на растяжение электродов на стержне можно определить по первым двум цифрам классификации на боковой поверхности электрода.
5. Сварочный ток. Некоторые типы электродов могут использоваться только с источниками питания переменного или постоянного тока, в то время как другие виды электродов работают с обоими. Чтобы определить правильный тип сварочного тока для конкретных электродов, обратитесь к четвертой цифре классификации, которая представляет тип покрытия и тип совместимого сварочного тока.

Выбор силы тока: простое объяснение

Поскольку сварка – это дело практики, изначально вы можете протестировать разную силу токов при работе с металлическими изделиями. Определено, что при сварке электродом 3 мм сила тока должна быть в пределах от 65 до 100 Ампер. Регулируйте силу, чтобы выйти на прочность и аккуратность сварочного шва, который бы вас устроил. Универсальное значение для 3 мм – 80 Ампер.

Если у вас электрод диаметром 4 мм, тогда на аппарате устанавливаем значение от 120 до 200 Ампер. Сварка электродом 4 мм встречается часто и позволяет выполнять швы разного вида. Это наиболее популярный вариант для промышленной сварки. Если вы научитесь настраивать сварочный ток для 4 мм в этом диапазоне, это будет большим плюсом.

При работе с электродами 5-миллиметровым, переходим на более серьезную силу токов – от 160 до 200 Ампер. В этом случае специалисты советуют переходить на полупрофессиональные трансформаторы. Только в этом случае можно гарантировать стабильную работу аппарата и горение дуги.

Если говорить об электродах 8-ми миллиметров и большего диаметра, тогда стоит переходить на профессиональное оборудование. Это единственный вариант. Минимальное значение силы токов составит 250 Ампер, но чаще всего сварщики сталкиваются и с показателями до 350 Ампер.

На современном рынке встречаются инверторные сварочные аппараты. Это компактное оборудование, отличающееся надежностью. Они удобны для домашнего использования, но чаще подходят для сварки проволоки малого диаметра. Следовательно, сила токов не превысит 50 Ампер. Такие сварочные аппараты способны плавно регулировать силу токов с минимальной погрешностью при выполнении сварочного шва.

Даже если вы новичок и ранее не сталкивались со сваркой, ориентируясь на утвержденные стандарты легко выбрать силу тока и не допустить типичных ошибок при сварке электродом. Старайтесь избегать неаргументированных советов экспертов. Если вы ошибетесь с силой тока, есть вероятность, что металл будет прожигаться или не сможет плавиться на необходимую глубину. Значения силы тока для создания качественных швов фиксируются в ГОСТах и нормативных международных документах. Пользуйтесь ими и только с этой информацией вы сможете добиться желаемого результата.

Еще одна более универсальная таблица поможет вам настроить сварочный аппарат под работу с конкретным электродом:

Сила сварочного тока: какие параметры стоит учитывать

Помимо диаметра электрода важно обратить внимание на следующие параметры:

• сварка и толщина металла. Это обязательный фактор, который поможет определиться с диметром электрода;
• положение сварки. Только в нижнем положении вы не сможете сварить детали, других ограничений нет;
• многослойная сварка. Если вам нужно проварить в несколько проходов, тогда придется экспериментировать с силой токов;
• марка электрода. Чаще всего обращают внимание на этот пункт профессиональные сварщики, работающие с несущими конструкциями, в которых нельзя допускать ошибок. В таком случае есть определенные требования и к марке электрода;
• типы токов. Род бывает переменный и постоянный. Поскольку определенные электроды могут работать только с конкретными тирами, это может быть важно;
• какая полярность.

Вывод: почему важно определиться с силой сварочного тока

Если вы работаете со сварочным аппаратом без автоматического режима, определяться с силой токов придется научиться. За счет его изменения реально делать шов более прочным, утолщенным в зависимости от поставленной цели. Ошибки на практике встречаются, и это нормально. Но, если вы не хотите на них учиться, достаточно пользоваться таблицами, которые мы обозначили в обзоре. Сохраните их и при необходимости пользуйтесь. Через время вам удастся настраивать инвертор без погрешностей, чем вы упростите процесс сварки.