Справочное руководство по ручной сварке стержневыми электродами EWM - часть 10

 

ввинченному  в  корпус  сопла.  Это  необходимо 

для  того,  чтобы  в  случае  сбоя  подачи  уже 
подведенная  к  передней  части  горелки 

проволока не изгибалась. 

5.4  Управление 

При  помощи  системы  управления  сварочной 
установкой  возможна  настройка  различных 

функций,  часть  из  которых  потом  можно 
вызывать  по  управляющей  линии  при  помощи 

переключателя  на  горелке.  Сюда  входит  и 
переключение 

с 

двухтактного 

на 

четырехтактный  режим.  Другие  функции 
включают  настройку  "ползучей"  скорости 

подачи проволочного электрода при зажигании 
и  настройку  времени  затухания  дуги  при 

завершении  сварки.  Благодаря  настраиваемой 
низкой 

скорости 

подачи 

проволочного 

электрода  при  зажигании  процесс  зажигания 
становится  надежнее,  так  как  еще  слабо 

горящая дуга на холодном изделии не тушится 
быстро 

подаваемой 

проволокой. 

Настраиваемое 

время 

затухания 

предотвращает  пригорание  электрода  в 

кратере  в  конце  шва.  Это  достигается 
благодаря  тому,  что  подача  проволоки 

отключается  чуть  раньше,  чем  сварочный  ток. 
Но  если установлено слишком большое время 

затухания,  проволока  может  пригореть  к 
токоподводящему 

мундштуку. 

Другая 

программа 

предотвращает 

образование 

слишком  большой  капли  на  конце  проволоки 

при  окончании  сварки,  которая  могла  бы 
помешать  при  новом  зажигании.  Поэтому 

образовавшаяся  на  конце  проволоки  капля 

отделяется  при  помощи  одного  импульса  тока 
непосредственно  перед  завершением  сварки. 

Последняя  функция  особенно  важна  для 
полностью  механизированных  установок,  в  то 

время как при частичной механизации процесса 
сварщик  может  обрезать  конец  проволоки 

перед  новым  зажиганием.  Современные 
установки  для  сварки  МИГ/МАГ  делают 

возможным  плавный  пуск  тока  в  начале  и 
соответствующее 

понижение 

тока 

при 

окончании сварки. 

 

Илл 19 

Горелка с малой катушкой 

 

Рис. 20 

Горелка с дисплеем и дистанционным 
регулятором 

 

Рис. 21 

Сечение головки горелки для сварки МИГ/МАГ 

EWM HIGHTEC WELDING GmbH

 

Dr. Günter-Henle-Str. 8, D-56271 Mündersbach/Ww., Germany

 

www.ewm.de 

 

14 04.07

. : WM.0223.00

 

 

параметров  и  используемого  защитного  газа 
при 

сварке 

МИГ/МАГ 

устанавливаются 

различные  формы  перехода  материала, 
называемые также рабочими состояниями дуги. 

При  этом  значение  имеют  как  физические 
явления, такие как поверхностное натяжение и 

вязкость металла, сила тяготения и плазмоток, 
так  и  электрические  силы,  например, 

лоренцева  сила  Главное  влияние  на  переход 
капель  металла  в  шов  в  свободном  падении 

имеет  последняя  электромагнитная  сила. 
Лоренцева  сила,  называемая  также  пинч-

эффектом, 

это 

сила, 

зависящая 

от 

окружающего магнитного поля и направленная 

радиально  внутрь  (Рис. 22).  Она  сужает 
расплавленный конец электрода и отрывает от 

него отдельные капли (англ. to pinch = сужать; 
откусывать). 

EWM HIGHTEC WELDING GmbH

 

Dr. Günter-Henle-Str. 8, D-56271 Mündersbach/Ww., Germany

 

www.ewm.de 

 

15 04.07

. : WM.0223.00

 

В DIN 1910 - 4 классифицируются  и 
описываются  приведенные  в  Таблицы  4  виды 

дуги. 
Вызываемые  постоянным  током  формы 

перехода  металла  проявляются  частью  в 
нижней  части  диапазона  мощности,  т.е.  при 

низких  силах  тока  и  напряжениях,  частью  в 

верхней части диапазона мощности. 

На  Рис. 23  схематично  изображено  их 
положение на U/I-диаграмме. 
Импульсная  дуга  появляется  на  всем 
диапазоне  мощности.  Отдельные  виды  дуги 

описаны ниже. 

6.2  Короткая дуга 

Короткая  дуга  появляется  в  нижней  части 
диапазона,  т.е.  при  низких  силах  тока  и 

напряжениях  дуги.  Ее  название  означает  не 
только  то,  что  речь  идет  об  очень  короткой 

дуге,  но  и  то,  что  при  такой  дуге  происходит 

Ïðîâîëî÷íûé

ýëåêòðîä

 

Рис. 22 

Схематичное изображение действия 
пинч-эффекта [1] 

Переход металла 

Капельная дуга 

от мельчайших до мелких 
капель > 
практически свободна от 
короткого замыкания 

Длинная дуга 

крупные капли > 
не свободна от короткого 
замыкания 

Короткая дуга 

мелкие капли > 
при коротком замыкании 

Импульсная дуга 

Величина и частота падения 
капель регулируются > 
практически свободна от 
короткого замыкания 

Таблицы 4  Виды дуги согласно DIN 1910-4 

Ñèëà òîêà I (A)

Íàïðÿæåíèå

äóãè

U

(Â)

Çîíà êîðîòêîé

äóãè Klb

Çîíà

ñìåøà

ííîé

äóãè

Mlb

-

Çîíà ìåëêîêàï

åëüíîé /

äëèííîé äóãè

Slb / Llb

 

Рис. 23 

Положение рабочих зон 

1

2

3

a)

b)

c)

 

Рис. 24 

Переход материала при короткой дуге 
1: 

Проволочный электрод 

2: 

Капли 

3: 

Дуга 

 

a)

b)

c)

 

Под  влиянием  тепла  дуги  на  конце  электрода 

образуется маленькая капля (а), которая уже в 
скором времени входит в контакт со сварочной 

ванной из-за небольшой длины дуги. Возникает 
короткое  замыкание,  и  дуга  гаснет (b). Капля 

всасывается  сварочной  ванной  с  конца 
электрода 

вследствие 

воздействия 

поверхностного натяжения ванны, пинч-эффект 
не  оказывает  существенного  влияния  на 

отделение  капли  из-за  небольшой  силы  тока. 
Затем  дуга  снова  загорается  (с).  Этот  процесс 

регулярно  повторяется,  в  зависимости  от 
используемого  защитного  газа,  примерно 20-

100  раз  в  секунду.  Во  время  фазы  короткого 
замыкания  ток  возрастает  (ток  короткого 

замыкания). Однако из-за небольших размеров 
капли фаза короткого замыкания длится очень 

недолго,  и  пики  тока  оказываются  не  очень 
высокими.  Кроме  того,  скорость  возрастания 

тока  в  обычных  источниках  ограничивается 
дроссельными катушками в сварочном контуре. 

Поэтому  повторное  зажигание  дуги  после 
короткого  замыкания  происходит  плавно  и  без 

сильного  брызгообразования.  В  инверторах 
избыточное возрастание тока предотвращается 

программным 

обеспечением 

источника 

питания. 
При  короткой  дуге  речь  идет  об  относительно 
"холодном"  процессе.  Он  проходит  при  всех 

защитных газах и в особенности подходит для 
сваривания  корневых  слоев,  тонких  листов  и 

для сварки в стесненных условиях. 

6.3  Длинная дуга 

Длинная  дуга  возникает  в  верхней  части 
диапазона  мощности,  когда  сварка  ведется  в 

среде  диоксида  углерода  или  в  среде 
защитных  газов  с  высоким  содержанием CO

2

. 

Предел  содержания CO

2

  здесь  немного 

превышает 25 %. Так  как  из-за  физических 

характеристик  атмосферы  дуги  в  среде 
названных  газов  образование  дуги  на  конце 

электрода  очень  ограничено,  пинч-эффект  в 
этом  случае  проявляется  очень  слабо  или  не 

проявляется  совсем.  Этот  процесс  перехода 
наглядно изображен на Рис. 25. 

EWM HIGHTEC WELDING GmbH

 

Dr. Günter-Henle-Str. 8, D-56271 Mündersbach/Ww., Germany

 

www.ewm.de 

 

16 04.07

. : WM.0223.00

На  конце  электрода  (а)  образуются  крупные 
капли, переходящие в изделие в основном под 

влиянием  силы  тяжести.  При  этом  между 
каплей  и  сварочной  ванной (b) зачастую 

образуются  закорачивающие  перемычки,  по 

которым  в  сварочную  ванну  переходит 

материал  присадки.  В  отдельных  случаях 

встречается  и  свободный  переход  очень 
крупных капель (с). Короткие замыкания длятся 

в  этом  случае  дольше  из-за  большой  массы 
капель.  Вследствие  этого  возникают  очень 

высокие  токи  замыкания,  ведущие  к  сильному 
брызгообразованию  при  повторном  зажигании 

дуги. 
При  этом  процессе,  проходящем  в  верхнем 

диапазоне  силы  тока  и  напряжения,  возникает 
большая  и  горячая  сварочная  ванна.  Поэтому 

этот  процесс  пригоден  только  для  сварки  в 
позициях PA и PB (Рис. 26).  Сварка  в 

стесненных условиях невозможна. 

6.4  Капельная дуга 

В  среде  аргона  и  смесей  с  высоким 
содержанием  аргона  дуга  при  образовании 

капли окутывает весь конец электрода, поэтому 
при достаточной силе тока пинч-эффект может 

Рис. 25 

Переход материала при длинной дуге 
1: 

Проволочный электрод 

2: 

Капли 

3: 

Дуга 

PA

PB

PG

PF

PE

PD

PC

 

Рис. 26 

Позиции при сварке согласно ISO 6947 

 

 

допустим 

для 

сваривания 

в 

стесненном 

положении 

только 

с 

ограничениями.  

6.5  Смешанная дуга 

Между  короткой  дугой,  с  одной  стороны,  и 
капельной и длинной дугами, с другой стороны, 

можно поместить смешанную дугу, при которой 
переход  материала  происходит  как  в  коротком 

замыкании, так и в свободном падении. Однако 
в  этой  части  диапазона  возникает  сильное 

брызгообразование,  в  том  числе  в  среде 
богатых 

аргоном 

смесей. 

Поэтому 

рекомендуется 

избегать 

средней 

части 

диапазона силы тока либо использовать в ней 

импульсную дугу. 

6.6  Импульсная дуга 

Импульсная  дуга  появляется,  если  для  сварки 
вместо 

постоянного 

тока 

используется 

импульсный  ток.  Регулируемыми  параметрами 
этого  вида  дуги  помимо  скорости  подачи 

проволоки  являются,  в  зависимости  от 
модуляции  источника  тока,  основной  ток  и 

основное  напряжение,  импульсный  ток  и 

импульсное  напряжение,  длительность  и 

частота  импульсов.  Как  видно  на  Рис. 28,  под 
воздействием 

пинч-эффекта 

от 

конца 

электрода отделяется по одной капле в каждой 
импульсной 

фазе. 

Сварочный 

процесс 

характеризуется  образованием  маленьких 
капель 

и 

незначительным 

брызгообразованием. 
При жестко заданных значениях основного тока 

(напряжения), импульсного тока (напряжения) и 
длительности  импульса  можно  установить 

мощность  при  помощи  подачи  проволоки  и 
регулировать  длину  дуги  при  помощи 

изменения  частоты  импульсов.  Импульсная 
дуга появляется во всем диапазоне мощности и 

хорошо  подходит  для  сварки  в  стесненных 
условиях при низких и средних значениях силы 

тока. 

6.7  Особые формы перехода материала 

Помимо  описанных  выше  стандартных  видов 
дуги 

существуют 

и 

особые 

формы, 

приобретающие  важное  значение  лишь  в 
последнее время. 
При  значениях  силы  тока,  превышающих 
значения  обычной  дуги,  т.е.  при  скорости 

подачи проволоки 1,2 мм более чем 15 м/мин, в 
среде  газовых  смесей  возникает  капельная 

дуга  высокой  мощности.  Но  она  приводит  к 
очень 

глубокому, 

прорезающему 

проплавлению, что может привести к дефектам 
шва.  Поэтому  эта  дуга  практически  не 

используется.  При  повышении  напряжения  в 
этой части диапазона мощности дуга начинает 

вращаться, 

и 

область 

проплавления 

расширяется. Вращающаяся дуга используется 

для повышения мощности заполнения или для 
увеличения 

скорости 

сваривания 

для 

1

2

3

a)

b)

 

Рис. 27 

Переход материала при капельной дуге 
1: 

Проволочный электрод 

2: 

Капли 

3: 

Дуга 

 

Рис. 28 

Каплеотделение при импульсной дуге 

EWM HIGHTEC WELDING GmbH

 

Dr. Günter-Henle-Str. 8, D-56271 Mündersbach/Ww., Germany

 

www.ewm.de 

 

17 04.07

. : WM.0223.00