Как настроить сварочный ток и выбрать диаметр электрода

Как настроить сварочный ток и выбрать диаметр электрода?

Сварочный ток — очень важный параметр, от которого во много зависит качество готового сварного соединения. Начинающим сварщикам порой трудно разобраться в разнообразии настроек, предлагаемых ГОСТами. Ведь чтобы правильно выставить силу сварочного тока учитывается всё, и даже такие неочевидные для новичка особенности, как толщина металла.

В этой статье мы расскажем, как подобрать параметр сварочного тока исходя из диаметра электрода. При написании этого материала мы руководствовались собственным опытом и нормативным документами. Раньше начинающие сварщики были вынуждены сами высчитывать все настройки с помощью формул. Сейчас можно воспользоваться готовыми рекомендуемыми настройками.

Отдельно хотим отметить, что в этой статье мы будем рассказывать про настройку тока для дуговой сварки с применением инвертора, как самого распространенного и простого типа сварочного оборудования.

К основным характеристикам относятся:

  • диаметр электрода;
  • скорость работы;
  • уровень напряжения;
  • направление тока и его полярность;
  • сила тока.

К второстепенным характеристикам относят следующее:

Подбор диаметра электрода

При выборе толщины электрода учитывают множество факторов.

Если сварка проводится в нижнем положении, тогда ключевым критерием выступает толщина свариваемых деталей.

Существует определённое соотношение толщины металла к диаметру электрода при выполнении работы в нижнем положении.

Толщина свариваемых заготовок, мм Диаметр электрода, мм
1,4 1,5
2 2
3 2-3
4-5 3-4
6-8 3-4
9-12 4-5
13-15 4-5
16-20 5-6

Также выбор можно проводить, опираясь на марку свариваемого сплава. Например, для соединения изделий из чугуна рекомендуется использовать электроды диаметром 2-3 миллиметра. Это уменьшит уровень тепла, поступающего в свариваемую конструкцию, и гарантирует образование валика небольшого сечения.

Ещё одним важным фактором является наличие разделки кромок. Если такая предварительная работа проводилась, тогда наложение первого слоя осуществляется 3-миллиметровыми электродами, невзирая на марку используемого металла. При таком подходе использование электродов большой толщины может привести к возникновению ряда трудностей: непровар заготовок, зашлаковывание сварочного шва. Дальнейшая работа проводится электродом большей толщины (4-5 мм).

Примерная стоимость 4-миллиметровых электродов на Яндекс.маркет

Необходимо учитывать тип свариваемого соединения. Если проводить стыковое соединение, тогда нужно руководствоваться описанными выше правилами подбора. Если необходимо сварить угловые, тавровые или нахлёсточные соединения, тогда возможны два варианта:

  • первый – сварку проводят в определённое количество слоёв, тогда для первого слоя берутся электроды толщиной 2-3 мм для более глубокой проварки и высокой крепости шва;
  • второй – работа проводится в один заход, толщина электрода будет зависеть от толщины заготовок и может варьироваться от 2 до 6 мм.

Сила сварочного тока

При расчёте силы сварочного тока необходимо брать в расчёт диаметр используемого электрода.

Для расчёта применяется формула:

I=K*D, где:

  • I – сила тока;
  • D – диаметр электрода;
  • K – специальный коэффициент.

Возможные изменения специального коэффициента представлены в таблице.

Диаметр электрода, мм Значение коэффициента, А
1-2 25-30
3-4 30-45
5-6 45-60

Нужно помнить, что если установить слабый ток, тогда сварочная дуга не будет устойчивой, а сам шов проварится не полностью, что может привести к появлению трещин. В то же время повышенная мощность приведёт к ускоренной расплавке электрода и появлению брызг, что негативно отразится на качестве шва.

Напряжение на дуге

Напряжение дуги изменчиво и находится в зависимости от её длины. Чем больше длина дуги, тем больше её напряжение, соответственно, расходуется больше тепла для плавки электрода и металлических деталей. Из-за этого сварной шов получается шире, в то время как высота усиления и глубина провара сокращаются.

Кроме того, напряжение дуги может варьироваться от 18 до 45 В в зависимости от используемого электрода и заданной силы тока.

Рекомендуется проводить работу короткой дугой, напряжение в которой не превышает 20 В. При длинной дуге происходит сильное разбрызгивание расплавленного металла, возникает резкий звук с небольшими хлопками. По таким признакам опытные специалисты могут судить о длине дуги.

Чтобы избежать вышеперечисленных неудобств, необходимо скорее опускать вниз электродержатель с электродом.

Скорость сварки

Необходимо поддерживать оптимальную скорость сварки, чтобы избежать переполнения сварочной ванны, и не возникали натёки на основной металл.

Толщина образуемого шва должна быть шире электрода в 2 раза.

Слишком быстрое проведение работы приведёт к тому, что соединение не проварится, а после остывания на нём образуются трещины. А если двигаться слишком медленно, тогда расплавленный металл начнёт скапливаться перед сварочной дугой. Это приводит к тому, что шов выходит неровный, а металл проварится не полностью.

Идеальным считается шов шириной 9-14 мм с глубиной, не превышающей 6 мм. Для достижения такого результата необходимо проводить работу со скоростью 35-40 м/ч.

Род и полярность тока

Чаще всего при проведении сварочных работ используют постоянный ток. При таком токе прямой полярности возможно соединить крупные и толстые детали. Это возможно из-за того, что на свариваемый металл приходится большее количество тепла. Обратную полярность применяют для соединения тонкого металла, чтобы избежать прожога.

Сварка переменным током практически не применяется из-за её слабой мощности. При проведении работ таким способом производительность снижается на 15-20% по сравнению с постоянным током обратной полярности.

Источники питания

В настоящее время по роду электричества может применяться сварка переменным и постоянным током. Важно не только правильно выбрать режим сварки и толщину электрода, но и подобрать нужный источник питания. Давайте рассмотрим самые распространенные источники сварочного тока и узнаем в чем их отличия:

Сварочные трансформаторы

Создают сварочный ток просто понижая сетевое напряжение. Это определяет их хорошую надежность и дешевизну. Сварка переменным током с использование трансформаторов подходит наилучшим образом для работы с низкоуглеродистыми сталями. Огромным изъяном является его большой вес и огромные энергозатраты, что пагубно для обычных электро сетей. При уменьшении напряжения до 160-180 В данные источники питания не работают.

Сварочные выпрямители

Преобразовывает сетевое напряжение с дальнейшим его выпрямлением используя диодные или тиристорные блоки. Данные источники питания очень просты и имеют высокую надежность. Применяют для сварки фактически любых сталей и сплавов различными типами электродов. При работе данной сваркой образование брызг металла происходит в меньшей мере чем у трансформатора, при этом замечается лучшее горение дуги и ее устойчивость, поэтому сварной шов получается лучше. Затраты на электроэнергию у него выше трансформатора, так как некая доля энергии теряется на диодном блоке. Работать данным аппаратом в местах где возможно понижение напряжения к 180 вольтам также невозможно.

Сварочные инверторы

Их принцип базируется на превращении переменного тока на входе прибора в постоянный, далее с помощью транзисторных ключей постоянный перерабатывается в переменный с частотой выше 50 кГц и поступает к высокочастотному трансформатору с последующим выпрямлением. Данные источники питания обладают совершенными характеристиками выходного импульса подходящего под различные типы сварки. Выпрямитель имеет низкое энергопотребление и высокий КПД (более 85%), из-за чего нагрузка на сеть снижается во много раз. Аппарат снабжается разнообразными функциями такими как легкое образование дуги, не залипание электродов, «горячий старт»и т.д. Инвертор может работать с любыми видами электродов по всем маркам стали.

Читайте также  Виды пряжи фото

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.

Настройки силы тока и диаметр электрода

Думаю все уже успели понять, что диаметр электрода непосредственно исходит из толщины изделия металла. Как было написано выше по тексту. Толщина=диаметру.

Пример: когда работник должен сварить деталь, толща которой будет от 2 миллиметров до 8 миллиметров, тогда подбираются электроды диаметром от 2,5 миллиметров до 5 миллиметров.

Этого Вам будет предостаточно для работы. А как же сила тока? Ответ на поверхности.

Когда Вы делаете сварочные работы по изделию из металла диаметром электрода от 3,5 миллиметров, сила тока будет равняться 60 Амперам-100 Амперам. Не нужно удивляться этой разнице.

Вы будете самостоятельно подбирать значение, это зависит от плотности металлического изделия с которым происходит работа. Самым универсальным значением будет 80 Ампер. Оно хорошо подойдет для новичков.

Когда работник применяет 4-х миллиметровый диаметр электрода сила тока будет составлять 120 Ампер- 200 Ампер. Это один из распространенных диаметров электродов. Этот диаметр могут использовать специалисты своего дела и новички по сварке.

Если Вы хотите использовать полупрофессиональный трансформер (либо 5 миллиметровый электрод), для непрерывной работы и стабильного горения дуги. Нашей рекомендацией будет применять 160 Ампер — 200 Ампер.

Для работы на профессиональном оборудовании(или с калибром 8 миллиметров), Вам нужно применять силу тока от 250 до 345 Ампер.

Обращаем Ваше непосредственное внимание на небольшие инверторные сварочные устройства. Они есть в любом специализированном магазине. Понравятся профессионалам и любителям своего дела.

Но в этих аппаратах бывают недостатки. Они используют малый диаметр проволоки, приблизительно от 2 миллиметров. При использовании силы тока от 40 Ампер до 50 Ампер.

Рекомендация-приобретая такие модели смотрите, что б в аппарате плавно регулировалась подача тока. Неизменно следуйте правилам по установке силы тока.При нарушении в работе металлическое изделие будет прожигаться, а не плавится на необходимую глубину.

От правильности регулировки будет зависеть качество швов. Так что читайте нормативно правовые акты, ГОСТ. Точная информация = правильная работа.

Импульсно-дуговая сварка

Импульсно-дуговая (нестационарной дугой) сварка способом MIG/MAG возможна при низком сварочном токе во всех пространственных положениях шва при минимальном разбрызгивании и качественном формировании шва.

Существуют два основных вида переноса электродного металла:

  • с непрерывным горением дуги — «длинной дугой»;
  • с короткими замыканиями дугового промежутка — «короткой дугой»

Особенность импульсно-дуговой сварки плавящимся электродом состоит в том, что процессом переноса электродного металла можно управлять. При сварке «длинной дугой» возможны две разновидности переноса:

  • один импульс — одна капля;
  • один импульс — несколько капель.

Перенос «короткой дугой» характерен для сварки в углекислом газе. Нестабильность и усиленное разбрызгивание электродного металла определяются свойствами источника питания и зависят от характера изменения мгновенной мощности как в период горения дуги, так и при коротком замыкании.

При импульсно-дуговой сварке способом MIG/MAG эффективно синергетическое управление процессом.

Подбор силы тока и диаметра электрода

Выбор режима ручной дуговой сварки

Под режимом сварки понимают группу контролируемых параметров, определяющих ее условия. Параметры режима сварки подразделяют на основные и дополнительные.

К основным параметрам режима ручной сварки относят Силу тока, род и полярность тока, напряжение на дуге, диаметр электрода и скорость сварки. К дополнительными параметрам, состав и толщина покрытий электрода, положение электрода и положение изделия при сварке.

Самым важным и первичным этапом в определение режимов сварки является подбор диаметра электродов. Диаметр электрода выбиратеся в зависимости от толщины металла и пространственного положения сварного шва и вида соединения. Примерное соотношение между толщиной металла S и диаметром электрода при сварке шва приведено в таблице ниже. Пространственные положение в которых можно варить электродами указана на пачке. Подробнее об обозначении характеристик электродов и их расшифровке читайте в статье Покрытые электроды, характеристики, технические требования. Классификация, маркировка ГОСТ 9466-75

Сварные шва вертикальные, горизонтальные и потолочные вне зависимости от толщины металла варят электродами диаметром как правило 3 мм максимум до 4 мм, чтобы избежать стекание жидкого металла и шлака из сварочной ванны.

Также корень шва выполняют электродами диаметром не более 3 мм, для обеспечения полного провара, а последующие слои шва выполняют электродами большего диаметра.

Настройка силы тока в зависимости от диаметра электрода

Силу сварочного тока выбирают в зависимости от марки и диаметра электрода, при этом учитывают положение шва в пространстве, вид соединения, толщину и химический состав свариваемого металла, а также температуру окружающей среды. Сварочный ток — один из главных параметров процесса сварка, от которого зависит качество и надежность полученного сварного шва. При учете всех указанных факторов необходимо стремиться работать на оптимально возможной силе тока обеспечивающем стабильный процесс сварки.

Важно: Сварочный ток и диаметр электрода взаимосвязаны.

К выбору сварочного тока нужно подходить ответственно! Неправильно выбранный сварочный ток приведет к дефектам. При слишком большой силе тока будут получать прожоги свариваемых деталей. При недостаточной силе сварочного тока металл не будет плавиться получаться непровары и несплавления.
Ничего сложного в выборе сварочного тока нет. Рекомендации по выбору силы тока можно найти на пачке с электродами или в справочниках и нормативных документах. Рекомендованные усредненные значения сварочного тока приведены в таблице ниже. В зависимости от пространственного положения сварного шва, значение силы тока необходимо корректировать, так для сварки вертикальны и потолочных швов силу тока уменьшают на 10-15%. Не следует забывать, что для этих положений сварки диаметр электрода не должен превышать 4 миллиметров. При следовании этим правилам процесс сварки будет идти стабильно и металл не будет стекать из сварочной ванны. Подробней про технику сварки в различных пространственных положениях читайте в статье: Техника ручной дуговой сварки покрытыми электродами

Читайте также  Как вытащить галогеновую лампочку из светильника

Напряжение сварочной дуги на аппаратах выставляется автоматически, так что этот параметр не рассматриваем

Таблица 1 — Выбор диаметра электрода при сварке стыковых соединений

Толщина деталей, мм 1,5-2,0 3,0 4,0-8,0 9,0-12,0 13,0-15,0 16,0-20,0 более 20
Диаметр электрода, мм 1,6-2,0 3,0 4,0 4,0-5,0 4,0-5,0 4,0-5,0 4,0-5,0

Таблица 2 — Выбор диаметра электрода при угловых и тавровых соединений

Катет шва, мм 3,0 4,0-5,0 6,0-9,0
Диаметр электрода, мм 3,0 4,0 5,0

Силу сварочного тока определяют по формуле

где dэ — диаметр электрода (электродного стержня), мм;

j — допускаемая плотность тока, А/мм 2 .

При приближённых подсчётах величина сварочного тока может быть определена по одной из следующих формул:

где dэ — диаметр электрода (электродного стержня), мм;

k1, k2, α — коэффициенты, определённые опытным путём:

Рекомендации по выбору силы тока можно найти на пачке с электродами или в справочниках и нормативных документах.

Рекомендуемые значения сварочного тока для электродов различных диаметров

Покрытие электрода Диаметр электрода, мм Ток, А
Основное (электроды УОНИ-13/55, ЦУ-5, 2,5 70-90
ТМУ-21У, ТМЛ-3У, ТМЛ-1У, ЦЛ-39 и др.) 3,0 90-110
4,0 120-170
5,0 170-210
Рутиловое (электроды МР-3, ОЗС-4, АНО-6 и др.) 2,5 70-90
3,0 90-130
4,0 140-190
5,0 180-230

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Рабочий цикл, он же ПВ (период включения), он же ПН (полезная нагрузка)

ПВ указывается двумя цифрами. Первая – сила тока. Вторая – процент времени. Например, «130А-50%» означает, что данный аппарат током 130А может варить половину времени. А столько же будет простаивать в ожидании охлаждения до рабочей температуры. Если измерения проводятся на максимальном токе аппарата, первую цифру опускают, оставляя только показатель в процентах. Например, если аппарат с номиналом 160А имеет напротив «ПВ» запись «30%», это означает, что током 160 ампер он может работать 30% времени, а 70% будет остывать.

Все верно. Остается только добавить, что отечественный ГОСТ Р МЭК 60974-1-2004 не устанавливает единой обязательной методики измерения показателя ПН для аппаратов ММА.

«Стандарт не распространяется на источники питания для ручной дуговой сварки с ограниченным режимом эксплуатации, которые проектируются преимущественно для эксплуатации непрофессионалами»

Европейская методика, изложенная в стандарте EN60974-1, предлагает измерение на нагрузочном стенде при температуре окружающей среды 40С только до первого отключения ввиду перегрева. Полученный результат относят к 10-минутному промежутку. Получается, сработала термозащита через 3 минуты, цикл аппарата на данном токе – 30%.

Методика концерна TELWIN. К настоящему времени ее используют большинство китайских производителей (тех, которые вообще проводят такие испытания своих машин). Сам итальянский концерн при замерах ПВ своих аппаратов по собственной методике после показателя скромно указывает «TELWIN». Абсолютное большинство китайских производителей этого не делает.

Наконец, существует российская, она же советская, методика. По своей сути она ближе к методике TELWIN: суммируются все промежутки за контрольный период, когда аппарат работал. Но отрезок берется не 10, а 5 минут. И – самое главное – аппарат сначала вводится в режим срабатывания защиты от перегрева, после чего начинаются измерения.

В итоге один и тот же аппарат по всем 3 методикам выдает совершенно различный процент! Естественно, самые скромные «циферки» получаются по европейской методике, а самые впечатляющие – до 2 раз и более – по методике Telwin.

Обозначения сварочного тока для электродов, напряжение и полярность

Переменный и постоянный ток, любая полярность

Переменный и постоянный ток, обратная полярность (плюс на электроде)

Переменный и постоянный ток, прямая полярность (минус на электроде)

Постоянный ток, обратная полярность (плюс на электроде)