горіння. Поява заряджених частинок відбувається за рахунок автоелектронної і термоелектронної емісії електронів з катода, іонізації нейтральних частинок повітря при високій температурі, іонізації в результаті зіткнення і опромінення. Сприяє процесу іонізації використання електродних покриттів з хімічних сполук, до складу яких входять елементи з низьким потенціалом іонізації: калій, натрій, кальцій.
Процес запалювання дуги при зварюванні плавким електродом починається з короткого замикання між електродом і основним металом. При цьому торкання електродом заготовки відбувається на окремих виступаючих ділянках, які під дією виділяється теплоти миттєво розплавляються, утворюючи рідку перемичку між зварюваних металом і електродом. При відведенні електрода рідкий метал розтягується і звужується, що веде до підвищення його опору і ще більшого розігрівання. До моменту розриву містка з рідкого металу його температура досягає температури кипіння і випаровування; в міжелектродному просторі утворюється газовий проміжок, заповнений парами металу і елементами повітря і обмазки. Виникає дуга, починають проявлятися ефекти емісії електронів і іонізації атомів, за рахунок чого і забезпечується стаціонарне горіння дуги. Температура дуги в осьовій її частини досягає 6-7 тис. Градусів за Цельсієм в залежності від сили і щільності струму.
Ручне дугове зварювання виконують зварювальними електродами, які вручну подають у дугу і переміщають вздовж заготовки. У процесі зварювання металевим покритим електродом дуга горить між стрижнем електрода і основним металом. Стрижень електрода плавиться, краплі рідкого металу переносяться в металеву ванну. Разом зі стрижнем згорає і плавиться покриття електрода, утворюючи газову захисну атмосферу навколо дуги і рідку шлакову ванну на поверхні розплавленого металу. У міру руху дуги зварювальна ванна твердне, утворюється зварний шов. Рідкий шлак при охолодженні утворює на поверхні шва тверду шлакову кірку.
Ручне дугове зварювання може вироблятися як на постійному, так і на змінному струмі. Постійний струм має ту перевагу, що його напрямок при зварюванні не змінюється, і дуга горить стійко, рівномірно, без довільних обривів. При зварюванні на змінному струмі відбувається періодична зміна фізичних умов горіння дуги, що приводить до порушення її стабільності. Більш широко поширена зварювання на змінному струмі, так як вона забезпечує ряд наступних переваг експлуатаційного та економічного характеру:
обладнання для зварювання простіше по конструкції, має меншу масу і габарити, дешевше у виготовленні і надійніші в експлуатації;
витрата електроенергії на 1 кг розплавленого металу майже в 2 рази менше;
електроживлення зварювальних установок змінного струму простіше, так як державна електрична система живиться змінним струмом і т.п.
У разі живлення дуги постійним струмом розрізняють зварювання при прямій (мінус на електроді) і зворотного (плюс - на електроді) полярності. Через більшої концентрації тепла на аноді (до 45% від загальної теплової потужності дуги) зварку чорних металів, як правило, виробляють при прямій полярності, бо маса виробу більше маси електрода, що забезпечує найкращі умови для провару металу. Разом з тим при зварюванні тонких виробів, щоб уникнути їх прожога або при зварюванні кольорових металів або легованих сталей щоб уникнути їх перегрівання рекомендується використовувати зварювальну дугу зворотної полярності.
Окрім простоти і надійності застосовуваного технологічного устаткування широке поширення ручного дугового зварювання пояснюється в першу чергу її універсальністю, тобто можливістю:
виконувати зварювальні роботи як в стаціонарних (заводських, цехових), так і в польових умовах;
зварювати різні конструкційні матеріали: стали, чавуни, кольорові метали та їхні сплави;
виготовляти різні типи зварних з'єднань і виконувати зварні шви в різних просторових положеннях, різних за протяжності і площі поперечного перерізу;
варіювати в широкому діапазоні товщину зварюваних матеріалів.
Ручне дугове зварювання широко застосовують у виробництві металоконструкцій і виробів з різних металів і сплавів малої і середньої товщини; вона зручна при виконанні коротких і криволінійних швів в будь-яких просторових положеннях, при накладенні швів у важкодоступних місцях. Ручне зварювання залишається незамінною при монтажних і ремонтних роботах (у стаціонарних та польових умовах), складання конструкцій складної форми.
Розглянемо техніку виконання дугового зварювання. Для запалювання електричної дуги між електродом і зварюваних виробом зварювальник швидко стосується зварюваного металу кінцем електрода і відводить його на відстань ...
