Электродуговая сварка и резка металлов кратко

Обновлено: 07.07.2024

Электродуговая резка уникальна тем, что при таком способе происходит плавка металла в месте, где нужно сделать разрез. Во время работы расплавленный металл убирается силой давления дуги или стекает от собственного веса.

Особенности электродуговой резки металла

Электродуговая резка обычно проводится вручную. Для работы рекомендуется использовать стальные электроды, имеющие толстое тугоплавкое покрытие, но могут также применяться вольфрамовые и угольные электроды.

Для данного метода резки металла не нужно иметь специальное оборудование. Работу можно вести в труднодоступных местах и в любом пространственном положении конструкции.

Однако при разделении металла электрической дугой не удаётся достичь высокого качества. Невозможно обеспечить ровность кромок деталей и в большом количестве имеется выделение шлака. Поэтому для дальнейшего использования полученных металлических частей необходима их механическая обработка. Производительность такого способа остаётся низкой.

Нужно уделять особое внимание технике безопасности. Сварщик должен быть тщательно защищен от попадания капель металла и шлака. Стоит предусмотреть, куда будет стекать расплавленный металл, чтобы избежать возгорания.

Сфера применения

Электродуговую резку применяют исключительно в том случае, если нет необходимого оборудования для резки газом.

Таким методом избавляются от небольших излишеств металлических заготовок и исправляют дефекты путём их поверхностной выплавки. Дуговой резке электродом поддаются цветные изделия, высоколегированные стали, а также чугун и различные сплавы.

Применяемые способы

Электрическую дугу активно используют не только при сварке, но и при резке металла. Существует несколько разновидностей дуговой резки металлических деталей: ручная дуговая резка плавящимся и неплавящимся электродами, а также воздушно- и кислородно-дуговая резка.

Дуговая резка неплавящимся электродом

При данном способе работа проводится как на переменном, так и на постоянном токе прямой полярности. Сила тока должна составлять 400-800 А. При этом используются угольные и графитовые электроды.

Данный метод имеет не столь широкое применение. Его используют для разбора металлического лома крупных размеров, проделывания отверстий и выжигания заклёпок, а также при демонтаже ненужных металлоконструкций.

Разрез осуществляется путём плавления металла в необходимой зоне, а не путём его сгорания. Благодаря этому качеству, появляется возможность работать с материалами, которые не поддаются резке газом, такими, как чугун или высоколегированные стали.

Данный метод не отличается высокой точностью проведения работы: ширина самого разреза большая, а кромки остаются неровными. Если использовать электроды с прямоугольным сечением, то удастся немного улучшить результат работы.

Дуговая резка плавящимся электродом

Этот метод позволяет достичь большей точности и чистоты, а сам разрез выходит более узким в отличие от предыдущего метода. Для резки применяют те же электроды и того же диаметра, что для сварки, повысив при этом силу тока на 20-30%. Проводя подобную работу в бытовых условиях, можно использовать простые электроды, но для улучшения процесса работы рекомендуется приобрести специальные электроды с особым покрытием.

Существует два вида составов покрытия. Первый: марганцевая руда (98%) и поташ (2%). Второй: марганцевая руда (94%), каолин (3%), мрамор (3%). Благодаря такому покрытию, увеличивается устойчивость дуги, внутренний стержень плавится медленнее и обеспечивается его изоляция от стенок реза. Расплавленный металл окисляется, благодаря особым компонентам, содержащимся в покрытии, это позволяет ускорить процесс резки.

Производство вышеописанных электродов осуществляется из проволоки диаметром от 3 до 12 мм и длиной до 300 мм. Толщина особого покрытия должна составлять 1-1,5 мм. Расчёт силы тока производится из следующего соотношения: 55-65 А на 1 мм диаметра используемого электрода.

Воздушно- и кислородно-дуговая резка

Такой способ разделения металлических частей отличается от предыдущих тем, что расплавленный электрической дугой металл сразу выдувается струёй сжатого воздуха или чистого кислорода. Обычно этот метод применяют с целью избавления от дефектов места сварки и разделения заготовок из нержавеющей стали толщиной не более 20 мм.

Из-за подачи кислорода происходит частичное выгорание металла, сопровождающееся выделением дополнительного тепла, что позволяет значительно ускорить процесс плавки. Данный метод применяется, если необходимо выполнить короткий разрез на любой строительной конструкции.

Разделение осуществляют графитовым или стальным электродом при постоянном токе с использованием специальных резаков. Электрод должен быть не тоньше 4-5 мм, имеющий покрытие ОММ-5, ЦМ-7 или ОСЗ-3. Сила тока может доходить до 250А и позволяет резать металл до 50 мм толщины. Сжатый воздух подаётся сбоку с силой давления 0,4-0,5 МПа. Средний расход кислорода варьируется от 100 до 160 л/мин.

Схема воздушно-дуговой резки металла

Если использовать резак типа РГД, тогда электрододержатель держат в правой руке, а сам резак в левой. Как только металл начинает плавиться, на него подаётся струя воздуха и выдувает его.

Резка и сварка металлов — одна из самых часто заказываемых услуг у частных сварщиков и в небольших мастерских. Никого не удивляет тот факт, что для выполнения сварки часто используется технология электродуговой сварки. Но не все знают, что с помощью электрической дуги можно не только варить, но и резать металл.

Для сварки и резки металла можно использовать различные способы. В этой статье мы кратко напомним вам, что такое электродуговая сварка, какова технология электродуговой сварки и как резать металл электродуговой сваркой.

Общая информация

Электродуговая сварка — метод соединения металлов, в основе которого лежит использование электрической дуги. Дуга нагревает и плавит металл, позволяя сформировать сварное соединение. Может нагреваться до температуры более 6000 градусов. Этого достаточно для плавления большинства существующих типов металлов.

Электродуговая технология широко используется при сварке и резке металлов. Бывает ручной, полуавтоматической и автоматической.

Ручная электродуговая сварка (она же РДС) — сварка с применением ручного труда и электрода. Сварщик сам держит электрод и направляет его в зону сварки, сам формирует шов и следит за процессом. При полуавтоматической сварке в качестве электрода используется сварочная проволока, которая подается в зону сварки с помощью специального механизма. При этом сварщик все еще сам следит за дугой. А при автоматической сварке и подача проволоки, и движение дуги выполняется с помощью автоматического оборудования.

Технология электродуговой сварки

Технология электродуговой сварки проста. Сварочный аппарат подключается к сети. Один кабель присоединяется к детали, а второй к электродержателю с электродом. Концом электрода постукивают о поверхность металла, возбуждая дугу. Дуга образуется между электродом и свариваемым металлом. Дуга мгновенно начинает отдавать тепло, плавя кромки металла и сам электрод (если он плавящийся). В итоге образовывается сварочная ванна.

В ней смешивается расплавленный электрод и основной металл. Они заполняют стык между двумя деталями, и после остывания образовывается прочное неразъемное соединение. При этом на поверхности шва может образоваться так называемый шлак.

Для выполнения сварки можно использовать плавящиеся и неплавящиеся электроды или проволоку. Выбор зависит от выбранной вами технологии электродуговой сварки. Например, при ручной электродуговой сварке чаще всего используют плавящиеся электроды. А для полуавтоматической сварки — плавящуюся или неплавящуюся проволоку.

Если вы не умеете поддерживать устойчивое горение дуги, то можете использовать в работе специальные электроды или сварочную проволоку. У них в составе должен быть натрий, калий или кальций. Эти элементы стабилизируют дугу за счет своих ионизирующих свойств.

Чтобы защитить сварочную зону от окисления, можно использовать защитный газ. Например, аргон или углекислоту. Такие газы подаются прямо в сварочную ванну, защищая ее от кислорода из атмосферы.

Электродуговая сварка может проводиться как на постоянном, так и на переменном токе. Мы рекомендуем использовать постоянный ток, поскольку металл будет меньше разбрызгиваться и шов получится намного качественнее. Если вы новичок, то работа на постоянном токе просто обязательна.

Электродуговая резка металлов

Резка металла сваркой с применением дуги — один из старейших способов резки. Существует ручная дуговая резка с применением плавящегося или неплавящегося электрода и воздушно- и кислородно-дуговая резка. Давайте подробнее остановимся на каждом из способов.

Резка неплавящимся электродом

Начнем с мало используемого, но все же применяемого метода. Резка неплавящимся электродом. В качестве электрода используют графитовый или угольный стержень, резку выполняют на любом роде тока, но при этом с прямой полярностью. Сила тока не должна превышать 800А. Чтобы разрезать металл его нужно сначала нагреть с помощью дуги, а затем выплавить.

Почему этот метод мало используется? Дело в том, что он применим только в особых случаях. Например, при разделке лома или разборке старых конструкций из металла. Словом, для работы со сложными крупногабаритными проектами. О красоте реза тоже говорить не приходится. Работа получается неровной и неаккуратной. Зато таким методом можно резать любые металлы: от чугуна до цветных металлов.

Резка плавящимся электродом

Для выполнения несложного реза в домашних условиях можно использовать любые плавящиеся электроды. Но чтобы достичь лучшего результата используйте специальные электроды для резки металла. Обычно у специальных электродов особое покрытие. Благодаря ему процесс сварки проходит быстрее и проще.

Но несмотря на улучшенное качество реза, он все еще далек от идеала. Если сравнивать такой метод резки металлов с более технологичными, то он проиграет во всем. Начиная от качества реза, заканчивая его эстетическими характеристиками. При этом сам процесс резки очень медленный.

Воздушно- и кислородно-дуговая резка

Воздушно-дуговая и кислородно-дуговая резка металла электродуговой сваркой не имеют никаких отличий, кроме одного. При воздушной резке металл сначала плавится от тепла дуги, а затем он выдувается с помощью сжатого воздуха. При кислородной резке технология та же, только вместо воздуха используется поток кислорода.

Такой метод резки используют при работе с листами нержавейки. При этом толщина листа не должна превышать 20 миллиметров. Также такие методы резки используют при удалении дефектных частей у детали.

Чтобы выполнить такую резку нужно установить на сварочном аппарате постоянный ток и подобрать графитовые электроды. Можно также использовать трубчатые электроды. При использовании трубчатых электродов кислород подается через сквозное отверстие в сварочном стержне. Способ эффективный, но трудоемкий. Гораздо проще подать сжатый воздух или струю кислорода напрямую в место разреза.

Вместо заключения

Резка металла электродуговой сваркой — не такая сложная задача, как может показаться на первый взгляд. Главная особенность заключается в том, что вам нужно сначала в совершенстве овладеть сваркой. И лишь после этого заниматься резкой. Если вы не умеете правильно возбуждать дугу, вести шов и делать качественные соединения, то вряд ли получится грамотно разрезать металл.

Также нужно понимать, что вы никогда не получите от данной технологии аккуратного разреза. Электрическая дуга подойдет разве что для быстрой и неприхотливой резки неответственных конструкций.

Сварка металлических деталей и их разрезание - противоположные процессы. Один из них соединяет их в общую конструкцию, а второй разделяет на части. Однако, применяя электродуговую сварку можно разрезать с ее помощью металлическую деталь. Резка и сварка металлов объединяются в один процесс.

Перед началом сварочного процесса осуществляются подготовительные работы. После правки и разметки деталей согласно чертежу должно производиться разрезание по намеченным линиям. Для этого применяют ножницы по металлу, гильотину и другие способы. Одним из них является электродуговая сварка. Отрегулировав силу тока, можно осуществлять резку металла сваркой при любой толщине.

Область применения

Конечная цель резки состоит в получении заготовок нужного размера при разделении металла на части. При серийном производстве или при необходимости разрезать материал большой толщины применяют резку металла электродуговой сваркой. Поскольку метод не обладает высокой точностью, его с успехом применяют для демонтажа больших конструкций, например, трубопроводов. Привлекает простота этого способа.

Требование к высокой квалификации сварщика не предъявляется. Для сварки и резки из оборудования необходим сварочный аппарат, а из инструментов - специальный электрод.

Технологический процесс

Технологии электродуговой сварки и резки металла начинается одинаково. Сварочный аппарат подключают к сети. Одним кабелем он подсоединяется к детали, а вторым к держателю с электродом. Величину тока выставляют в зависимости от толщины материала и размера электрода. Постукивая электродом по металлической поверхности, возбуждают дугу. Металл под воздействием высокой температуры начинает плавиться.

При соприкосновении с кислородом воздуха происходит окисление начинающего твердеть металла. Это может привести к возникновению дефектов в виде окислов. Чтобы этого избежать используют инертный защитный газ. Чаще всего в этой роли выступают аргон и гелий. Газ, который используется для резки и сварки металлов подают в сварочную ванну.

Резка имеет три разновидности:

Разделительная. Предполагает возможность вытекания расплавленного металла из получившегося разреза. Диаметр электрода больше, чем ширина листа. Если лист расположен в вертикальной плоскости, то сварку производят методом сверху вниз. Электрод располагают перпендикулярно и совершают перемещение вдоль намеченной линии. Если должны быть выполнены сквозные отверстия, то начинать следует с них.
Поверхностная. Применяется, когда требуется проложить на поверхности металла различного рода канавки, а также убрать дефекты в виде наплывов. Для получения широких канавок электродом совершают поперечные колебательные движения. Перемещение делают при небольшом погружении электрода вглубь металла.
Вырезка отверстий. Сначала делают небольшое отверстие, а затем расширяют до нужного размера. Допустимо небольшое отклонение электрода от перпендикуляра к поверхности в сторону окружности.

Электроды для резки

При сварке и резке металлов используют специальные электроды. Отличие от обычных электродов заключается в большем количестве тепла, создаваемого сварной дугой, и повышенной теплостойкости обмазки.

Резка металлов с помощью сварки может производиться разными видами электродов:

Неплавящийся. Изготовляется из вольфрама. При процессе с неплавящимся электродом разрез получается довольно грубый. При процессе необходима защитная газовая среда. Используется для легированной стали и цветных металлов.
Плавящийся. Для получения аккуратного внешнего вида применяют плавящиеся электроды.
Угольный. Иначе их называют графитовыми. Угольные электроды применяют для неответственных деталей. Их достоинством является более медленное плавление. Особенностью является то, что они не расплавляются, а сгорают. Это уменьшает количество шлака, и срез получается более чистым. Еще одной особенностью является способность разогреваться до очень высокой температуры при небольшом токе.
Трубчатый. Трубчатые электроды находят применение, когда резка происходит кислородно-дуговым способом. Основой электрода является особая трубка с толстыми стенками полая изнутри.

При решении, как резать сваркой металл, следует сделать выбор между этими видами электродов. Резка может осуществляться и обычными электродами. В этом случае ток следует увеличить на 30-40%. Это потребует большего расхода электроэнергии, и соответственно, увеличит расходы на проведение процесса.

Преимущества вида резки

К достоинствам резки сварочным методом относятся:

недорогое оборудование и инструменты;
к окружающей среде не предъявляются особые требования;
простота процесса.

Такой вид резки металлов с успехом применяется в автомобильной промышленности. Недостатком является невысокая производительность.

Интересное видео

Электросварка предназначена не только для соединения поверхностей, но и для их разрезания. Процесс резки металла электросваркой производится тем же оборудованием, но отличается от создания сварного шва тем, что при резке металл проплавляется насквозь до разделения частей заготовки. Это происходит в результате применения большей силы тока, чем при сварке.

Применение электродуговой резки

Такая технология применяется при ремонтно-строительных работах для демонтажа металлоконструкций, разборки старых трубопроводов, грубой разделке металлолома. Её используют при необходимости прожигания отверстий или разрезания стальных, чугунных изделий, заготовок из цветного металла.

Электродуговая резка применяется в том случае, когда нет возможности осуществить газовую резку, а также при отсутствии необходимого оборудования для газовой резки металла.

Необходимые инструменты и оборудование

В процессе выполнения работ потребуются:

сварочный инвертор (трансформатор), который производит ток заданной силы, необходимой для создания сварочной дуги;
молоток по металлу;
щётка для зачистки;
электрические провода с соединительными муфтами;
электроды и держатели для них.

Для резки металла целесообразно применять электроды, которые обозначены маркировкой ОЗР. Они отличаются особым покрытием с определённой теплоустойчивостью, обеспечивающим высокую производительность и хорошее качество полосы разреза. При их использовании образуется устойчивая дуга, которая создаёт требуемое количество тепла. Специальные электроды ОЗР позволяют проводить резку постоянным или переменным током из любого пространственного положения.

Резка сваркой – это процесс повышенной опасности для человека. При несоблюдении техники безопасности и отсутствии необходимой экипировки можно получить поражение электрическим током. Видимые и ультрафиолетовые лучи негативно воздействуют на глаза. Выделяющие при резке вредные вещества влияют на функционирование дыхательных путей. Есть угроза получить ожоги поверхности кожи горячим металлом. Поэтому в процессе резки необходимо обеспечить:

надёжную защиту металлического корпуса сварочного аппарата;
наличие вытяжной вентиляции в помещении;
специальную защитную одежду: брезентовую робу, рукавицы, защитную маску с тёмными стёклами, обувь на резиновой подошве, респиратор.

При резке металла в замкнутом пространстве желательно, чтобы снаружи за действиями работника наблюдал помощник, готовый прийти на помощь в экстремальной ситуации.

Технология резки металла электродуговой сваркой

Процесс резки металла проще сваривания, так как нет особых требований к качеству кромки. Поэтому такая технология оптимальна для обучения, осваивания принципов работы с инвертором.

Перед началом работы необходимо убедиться в исправности всех используемых электрических кабелей. Создание и удержание дуги не вызывает особых сложностей. Она зажигается в результате постукивания или чирканья электрода о металлическую заготовку. Величина тока на инверторе выставляется в зависимости от размеров электродов, толщины материала, вида требуемого разреза. Существуют три основные разновидности разрезов.

Разделительная резка

Материал устанавливается таким образом, чтобы обеспечивалось свободное вытекание расплавленного металла из линии разреза. При вертикальном расположении листа разделительная резка проводится сверху вниз. На горизонтальной поверхности рез выполняется от кромки материала. Если разрезается лист большого размера, начинать процесс можно с отверстия, выполненного в середине заготовки.

Поверхностная резка

Эта разновидность применяется для прокладывания канавок на поверхности материала, выравнивания наплывов и дефектов. В процессе работы электрод должен быть расположен с наклоном 5º-10º к поверхности. При поверхностной резке движение производится с небольшим погружением в создаваемую полость. Если требуется проложить широкую канавку, электродом следует выполнять поперечные движения заданного размера.

Резка отверстий

Эта операция выполняется путём постепенного расширения небольшого отверстия до требуемых размеров. При резке отверстий перпендикулярное расположение электрода допускает небольшие отклонения в сторону образующейся окружности.

Особенности применения разных видов электродов

Для процесса резки металлических поверхностей возможно применение различных электродов:

металлических плавящихся;
угольных;
неплавящихся вольфрамовых.

Резка плавящимся электродом сопровождается выплавлением металла электрической дугой из зоны воздействия. Работа выполняется стальными электродами диаметром от 2,5 до 6 мм, которые отличаются большей тугоплавкостью, чем при сварке. Качественное покрытие (марганцевая руда, поташ) создаёт небольшой козырёк, закрывающий зону дуги, что способствует сосредоточенному нагреву материала.

Угольные электроды применяют в том случае, когда не требуется определённое качество и ширина полученного реза. При работе поверхность материала располагается с небольшим наклоном для облегчения вытекания металла. Таким образом можно обрабатывать заготовки из чугуна, стали, цветных металлов. Оптимальным будет использование электрода толщиной 10 мм.

Электродуговую резку изделий из цветных металлов, легированной стали можно производить неплавящимися вольфрамовыми электродами, которые применяются гораздо реже, чем металлические или угольные. В этом случае резка должна проводиться в защитной газовой среде.

В случае отсутствия специальных электродов, предназначенных для резки материала, могут применяться обычные сварочные. При этом следует выбрать подходящий диаметр: для тонкого металла применяются электроды диаметром 3 мм, для более толстого – от 4 до 6 мм.

Преимущества и недостатки электродуговой резки

Резка сваркой, как и любая технология, имеет свои достоинства и недостатки, учёт которых позволит сделать работу быстро и достичь ожидаемого результата. К основным недостаткам метода относятся:

низкая производительность, которая обусловлена невысокой скоростью работы;
плохое качество реза, получаемого в результате затвердевания натеканий с обратной стороны заготовки.

Перечисленные недостатки делают метод неприменимым в условиях, когда требуется выдерживать точную разметку при резке металла.

Главные преимущества, которые отличают этот метод:

отсутствие необходимости приобретения специального дорогостоящего оборудования, инструментов;
отсутствие особых требований к окружающим условиям;
быстрое обучение приёмам работы и освоение оборудования;
возможность работы с постоянным или переменным током.

Многие организации строительной, ремонтной, автомобильной сферы, а также домашние умельцы успешно применяют резку электросваркой, так как этот метод предназначен для несложной, недорогой резки различных металлических поверхностей.

Видео по теме: Резка металла сваркой

Читайте также: