Фиг. 51. Схема процесса дуговой
сварки угольным электродом.

Дуговой сваркой называют сварку, при которой для нагревания соединяемых изделий используется непосредственно вольтова дуга.

Дуговая сварка была изобретена в 1885 г. русским изобретателем Н. Н. Бенардосом, который впервые использовал для сварки уже известную тогда в электротехнике вольтову дугу.

Предложенный им способ дуговой сварки осуществлялся при помощи угольного электрода.

В 1891 г. русский инженер Славянов предложил новый метод дуговой сварки, а именно дуговую сварку металлическим электродом.

Оба метода дуговой сварки, и в особенности дуговая сварка металлическим электродом, получили широкое применение в самых разнообразных отраслях Промышленности во всем мире.

Со дня своего появления дуговая сварка стала вытеснять газовую сварку и только сварка сталей малых толщин и сварка цветных металлов до последнего времени выполняется с помощью газовой сварки.

Дуговая сварка угольным электродом находит применение прежде всего для стыковых соединений с отбортовкой, для которых присадочный металл требуется в небольших количествах или не требуется вовсе.

При горизонтальной, вертикальной и верхней сварке перенос металла осуществляется благодаря наличию сил поверхностного натяжения, притягивающих расплавленные капли присадочного металла в сварочную ванну основного металла.

Наиболее важными факторами, действующими на перенос металла, являются: сила тяжести, расширение газов, электромагнитные силы и электрические силы.

Сила тяжести при сварке в нижнем положении является главным фактором, вызывающим перенос металла. В этом случае целесообразно использование толстых электродов, способствующих быст рому отложению сварного металла.

Для дуговой электросварки применяются угольные и металлические электроды. Металлическим электродом для дуговой сварки называют проволоку или металлический пруток, который служит для образования электрической вольтовой дуги и одновременно является присадочным металлом при сварке.

Металлические электроды бывают голыми или покрытыми специальной обмазкой для повышения устойчивости дуги или физико-химического воздействия на качество наплавленного металла.

Голый электрод ранее был единственным электродом, которым пользовались при дуговой сварке. В настоящее время область его применения весьма ограничена. Таким электродом выполняются чаще всего наплавочные работы при восстановлении изношенных деталей, а также изредка неответственные сварочные работы.

Сварка голым электродом обычно выполняется при пользовании постоянным током. При сварке же на аппарате переменного тока применение голого электрода возможно только с использованием токов высокой частоты.

а. Тонкообмазанные электроды

В широкой практике принято считать, что тонкообмазанные электроды незначительно повышают качество сварного шва по сравнению с голым электродом и что высококачественными электродами являются толстообмазанные электроды.

Однако при сварке малых толщин и в особенности при сварке специальных сталей небольшой слой обмазки обеспечивает короткую дугу (1—1,5 мм), что, как известно, является решающим для получения высокого качества сварки. Благодаря такому свойству легко-обмазанных электродов, они нашли широкое применение для сварки в самолетостроении. В обмазку электродов необходимо вводить вещества, способствующие усилению электронного потока, т. е. такие, которые являются хорошими ионизаторами.

Наиболее хорошими ионизаторами являются углекислые соли металлов второй группы (щелочноземельных). С увеличением атомных весов этих ингредиентов повышается стабильность дуги.

Однако это относится только к сварке при прямой полярности, при использовании обратной полярности вышеуказанные ионизаторы уже плохо стабилизуют сварочную дугу.

б. Толстообмазанные электроды

Применение толстообмазанных электродов при сварке в самолетостроении пока не получило широкого применения, главным образом, потому, что большое количество шлака, заволакивающее сварочную ванну при использовании таких электродов, не позволяет сварщику наблюдать за ее состоянием, поэтому при сварке тонких материалов возможны прожоги основного металла. Кроме того, короткие швы и частые перерывы дуги для изменения положения свариваемой самолетной детали также затрудняют применение толстообмазанных электродов.

В состав покрытий этих электродов входят различные вещества, между прочим вещества газообразующие, шлакообразующие и легирующие. В зависимости от этого различаются электроды газообразующие и шлакообразующие.

Газообразующий электрод -— это металлический электрод, покрытый слоем обмазки, состоящей из веществ, образующих при сгорании газовую защитную атмосферу вокруг вольтовой дуги.