Imię i nazwisko: Rober Sika Wydział: BMiZ Kierunek: ZiP Grupa: ZP-4	LABORATORIUM SPAWALNICTWA	Data: 8.05.2003
Rok: 2 Semestr: 4	Spawanie łukowe ręczne elektrodą otuloną	Ocena:

1. Obowiązujące zagadnienia:

• źródła prądu do spawania ręcznego elektrodami otulonymi - budowa i zasada działania

• charakterystyka statyczna źródła prądu

• łuk elektryczny - charakterystyka statyczna łuku

• elektrody otulone do spawania - oznaczenia wg PN oraz wg ISO (skład i zadania otuliny)

• przygotowanie materiału do spawania - rodzaj złączy

• dobór elektrod i parametrów spawania

• pozycje spawania

• BHP podczas spawania ręcznego elektrodami otulonymi

2. Przebieg ćwiczenia:

• krótki wykład teoretyczny prowadzącego, mający na celu przypomnienie wcześniej przyswojonej wiedzy oraz ew. pytania do prowadzącego

• krótki wykład prowadzącego część praktyczną nt. wyżej wymienionego tematu

• przygotowanie do części praktycznej (studenci otrzymali rękawice ochronne, maski, ubiór - należało przynieść na ćwiczenie ubiór ochronny we własnym zakresie np. kitel)

• studenci podzieleni zostali na 3 podgrupy, każda z podgrup miała możliwość na oddzielnym stanowisku przekonać się praktycznie na czym polega spawanie ręczne elektrodą otuloną

• zakończenie zajęć, prowadzący część teoretyczną przypomniał grupie o przyswojeniu wiedzy nt. następnego ćwiczenia i zapowiedział „wejściówkę” z 2 tematów

3. Opracowanie wybranego zagadnienia:

Dobór elektrod i parametrów spawania.

Przy spawaniu łukowym elektrodą otuloną połączenia spawalnicze uzyskuje się przez stopienie topliwej elektrody otulonej i materiału spawanego łukiem elektrycznym. Dobór elektrod i parametrów spawania jest bardzo ważne. W zależności od rodzaju materiałów spawanych (rury, płyty metalowe, blachy etc.) oraz rodzaju wykonywanych złączy (złącza teowe, krzyżowe, otworowe etc.) należy dobrać odpowiednią elektrodę (grubość, długość, otulina) oraz parametry spawania (natężenie prądu spawania, napięcie łuku, prędkość spawania oraz średnica elektrody).

Rodzaj, wymiary oraz otulina elektrody powinny być dobierane w zależności od rodzaju wykonywanej pracy przez operatora. Elektrody najczęściej produkuje się o średnicach od 1,6 do 6,0 mm i długościach od 250 do 450 mm. Otulina może być cienka, średnia, gruba.

Podstawowy podział elektrod ze względu na otulinę:

cienkoutulona średniootulona grubootulona proszkowa wielowarstwowa

Otulina spełnia ważne funkcję m. in.: osłania łuk przed atmosferą, wprowadza pierwiastki odtleniające do obszaru spawania, wytwarza powłokę żużlową (ze względu na to czy wytwarzana jest większa ilość żużla czy gazu, dzieli się elektrody na gazotwórcze i żużlotwórcze), reguluje skład chemiczny spoiny.

Otuliny wielowarstwowe spełniają 2 funkcje: metalurgiczną i żużlotwórczą oraz wytwarzanie sporej ilości gazu ochronnego. Otuliny proszkowe natomiast zwiększają prędkość spawanie i lepiej doprowadzają ciepło, niekiedy też eliminują obróbkę plastyczną.

Elektrody grubootulone nadają się do spawania w pozycji podolnej, nabocznej oraz naściennej. Elektrody celulozowe wytwarzają więcej gazu, natomiast elektrody rutylowe i rutylowo-zasadowe więcej żużla. Bardzo dobre, jeżeli chodzi o spawanie w pozycji przymusowej są cienkie i niedługie elektrody, które wytwarzają mało ciekłego metalu, który tym samy szybciej krzepnie (nie przeszkadza wówczas nawet siła grawitacji).

W bardzo dużym stopniu o precyzji i wygodzie spawania decydują parametry spawania. W spawanie łukowym ręcznym elektrodą otuloną można wyróżnić 4 parametry, które decydują o jakości i wykonaniu spawu:

• rodzaj i natężenie prądu spawania (A - amper)

Opisywane przeze mnie spawanie może przebiegać za pomocą prądu stałego

(DC +,-) oraz prądu przemiennego (AC). Bardzo wiele zależy od charakterystyki statycznej źródła prądu, tak aby duże zmiany napięcia powodowały małe zmiany natężenia prądu, dzięki któremu odbywa się spawanie. Charakterystyka ta powinna być jak najbardziej stroma.

Źródła tyrystorowe są korzystne przy spawaniu za pomocą elektrod grubo otulonych, ponieważ można spawać stabilnie z dużymi prędkościami. Mniej stroma charakterystyka może być wykorzystywana do spawania w pozycji przymusowej.

Biegunowość prądu wpływa na kształt ściegu przy spawaniu elektrodą otuloną. Jeżeli biegunowość jest ujemna, to ścieg nie jest głęboki, a lico jest szerokie (prędkość stapiania jest większa), natomiast w przypadku biegunowości dodatniej vice-versa.

Wadą spawania prądem stałym jest ugięcie łuku powodowane wytworzeniem przez prąd pola magnetycznego wokół elektrody i w przedmiocie spawanym.

Przy spawaniu prądem przemiennym sieć jest mało obciążona, choć spawanie jest mniej wydajne.

• napięcie w łuku (V - volt)

Należy pamiętać o tym, by łuk nie był zbyt długi, ponieważ jest on wrażliwy na zjawisko ugięcia łuku. Długość łuku jest regulowana przez operatora i zależy od jego percepcji wizualnych.

Przy spawaniu w pozycjach przymusowych (np. pozycja pułapowa) wówczas należy mieć jak najkrótszy łuk.

Napięcie jest proporcjonalne do długości łuku, czyli im większy łuk, tym większe napięcie.

• prędkość spawania (m/min)

Prędkość spawania można przedstawić dwojako:

1. jest to prędkość przesuwania się elektrody wzdłuż złącza

2. jest to prędkość wykonania 1m złącza z uwzględnieniem czasów pomocniczych (czas wymiany elektrody, oczyszczenie poprzedniego ściegu)

Prędkość jest ważna tylko przy liniowych ruchu elektrody. Zależy ona od ruchów końcówką elektrody, grubości spawanego materiału, rodzaju prądu, napięcia łuku, pozycji spawania, prędkości stapiania elektrody.

Prędkość należy tak dobrać, aby łuk spawalniczy nieznacznie wyprzedzał jeziorko spoiny. Zbyt mała prędkość powoduje płytkie wtopienia lica, natomiast zbyt duża prędkość spawania powoduje podtopienia, przyklejenia oraz nierówności powierzchni, a głębokość wtopienia jest mała.

• średnica elektrody (mm)

Im większa średnica elektrody (przy małym natężeniu prądu) tym mniejsze głębokości. Średnica decyduje o gęstości prądu spawania (również o kształcie spoiny). Elektrody na ogół mają średnicę 1,6 do 6,0 mm i długość 250-450 mm.

Należy pamiętać, że poprawnie dobrana średnica elektrody to taka, która przy danym natężeniu prądu i prędkości spawania daje pożądaną i wymaganą spoinę w jak najkrótszym czasie.

Dobierając średnicę elektrody należy mieć na uwadze pozycję spawania, grubość spawanego materiału, sposób przygotowania i rodzaj złącza.

Elektrody o mniejszych średnicach nadają się do spawania w pozycjach przymusowych, natomiast grubsze np. do spawania grubych blach i innych cięższych i grubszych przedmiotów.

4. Wnioski:

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z podstawowymi zasadami dotyczącymi spawania ręcznego elektrodami otulonymi. Proces ten nie należy do najłatwiejszych i najwydajniejszych (o wiele lepsza jest np. metoda spawania MIG). Każda osoba miała możliwość dokonać spawania, a raczej ściegu, ponieważ celem nie było zespawanie części metalowych, ale wytworzenie na powierzchni metalowej powłoki spoiny pokrytej żużlem. Prowadzący część teoretyczną i praktyczną zapoznali grupę z podstawowymi prawami rządzącymi spawaniem opisywaną metodą. Nad przebiegiem części praktycznej czuwali prowadzący, w razie jakichkolwiek kłopotów chętnie pomagali i radzili niedoświadczonym studentom. Elektrody otulone nie są drogie, grupa więc miała możliwość wykorzystania dowolnej ilości elektrod.

Pod względem praktycznym przekonałem się, że spawanie elektrodą otuloną nie jest najłatwiejszą metodą spawania. Należy utrzymać odpowiednią odległość łuku elektrycznego od powierzchni spawanej. Pochylenie elektrody również decyduje o właściwościach spawania. Pochylenie elektrody w kierunku przeciwnym do kierunku spawania powoduje, że siła dynamiczna łuku wyciska metal (elektrody) do przodu i przez do jest mniejsze wgłębienie, a lico szersze, natomiast w sytuacji odwrotnej, gdy elektroda jest pochylona w kierunku spawania powoduje wyciskanie ciekłego metalu do tyłu i oczywiście głębokość zwiększa się (szerokość i wysokość lica maleje).

Ważną czynnością było zajarzenie łuku. Dzieje się to dwojako: poprzez zwarcie elektrody o spawany materiał i szybkie jej cofnięcie, bądź przez pocieranie elektrody o spawany materiał. Ja stosowałem zasadę pierwszą. Oczywiście należało utrzymać odpowiednią odległość łuku od materiału spawanego. Niekiedy zdarzało się, że metal elektrody przyklejał się do podłoża. Wówczas należało szybko oderwać elektrodę, albo wyłączyć obwód zasilający i odkleić elektrodę np. za pomocą kombinerek. Zbyt długie trzymanie elektrody przyklejonej do podłoża przez którą przepływa prąd powoduje jej przegrzanie się, a wskutek tego - szybkie zużycie.

1

d

D

rurka metalowa

proszek metaliczny

1 warstwa

2 warstwa

0

20

40

60

80

100

50

250

200

150

100

V

A

C

B

A

A - charakterystyka prądu o dużym napięciu biegu jałowego (bardziej pożądana)

B - charakterystyka tyrystorowego źródła prądu (idealna stabilność prądu spawania)

C - charakterystyka prądu o małym napięciu biegu jałowego (mniej pożądana)

---