Výpočet proudové síly při svařování | Články o svařování od MEZ

Kvalitní svařování není možné bez přesného a správného výpočtu proudové síly – nejdůležitějšího parametru v technologii svařování. Pokud je tento indikátor příliš nízký, tyč se přilepí a oblouk se nezapálí. Naopak, pokud jsou zvoleny příliš vysoké proudy, elektrický oblouk se dobře zapálí, ale je možné propálit kov součásti. Navíc samotná tyč bude hořet rychleji, než se očekávalo, zvláště pokud má malý průměr.

Jak vypočítat potřebný výkon? Jaký proud by měl být použit k vaření s elektrodou určitého průměru? Pojďme se na to podívat blíže.

Klíčové parametry pro výpočet svařovacího režimu

Správně zvolený provozní režim svařovacího zařízení zajišťuje dobré a rychlé zapálení a stabilní elektrický oblouk. Kromě aktuální síly jsou parametry, které ovlivňují nastavení režimu:

• druh proudu (stejnosměrný, střídavý) a polarita stejnosměrného;
• průměr tyče elektrody;
• značka elektrodového vodiče;
• prostorová poloha švu při provádění práce.

Čím více z uvedených ukazatelů bude ve výpočtech zohledněno, tím lepší bude výsledek. Zvažme, jaký proud je přiváděn do které elektrody v závislosti na tloušťce elektrody.

Průměr elektrody a proud

Tloušťka elektrody přímo závisí na tloušťce svařovaných dílů a velikosti svaru. Pokud šířka nepřesahuje 3–5 mm, zkušený svářeč si zpravidla vybere spotřební materiál o průměru 3 až 4 mm. U velkých velikostí svarové lázně (5–8 mm) není tloušťka tyče obvykle větší než 5 mm.

Pokud jde o aktuální hodnotu, fungují následující ukazatele.

• Při d 3 mm – od 65 do 100 ampér. Rozsah hodnot je široký, závisí na prostorové poloze svaru a chemickém složení svařovaného kovu (a tedy i jádra). Začátečníci a amatérští svářeči neudělají chybu, pokud zvolí průměrnou hodnotu – 80–85 A.
• Při d 4 mm – od 120 do 200 A. Závislost je stejná – složení kovu, umístění švu v prostoru. Toto je nejběžnější průměr tyče typický pro průmyslové práce. Umožňuje svařovat tenké i široké švy.
• Při d 5 mm se hodnota pohybuje v rozmezí 169–250 A. To už je dost velký průměr. Roli hraje nejen složení slitiny a poloha švu, ale také hloubka svařování: čím větší je, tím větší by měla být síla proudu. Pokud je hloubka svarové lázně alespoň 5 mm, měla by být maximální hodnota nastavena v režimu – 250 A.
• Při d 6–8 mm je minimální jmenovitý výkon stejných 250 A. V podmínkách těžké práce s transformátory se zvyšuje na 300–350 A.

Níže uvedená tabulka ukazuje doporučené hodnoty, které zná každý profesionální svářeč, ale které mohou být užitečné pro amatéry a začátečníky.

Průměr elektrody, mm

Tloušťka kovu, mm

Aktuální síla, A.

Poloha švu

Velkou roli při výpočtu výkonu hraje také prostorová poloha švu. Jaký proud mám zvolit pro svařování elektrodou s ohledem na toto kritérium? Zde je důležité vědět, že nejvyšší hodnoty se volí při svařování švů ve vodorovné (spodní) poloze. Pokud je šev aplikován svisle, bude proudová síla v průměru o 10–15 % nižší.

Nejnižší ukazatel je při aplikaci stropních švů: proud by měl být v průměru o 20% nižší než při práci na vodorovných plochách. Pro přehlednost uvádíme hodnoty v tabulce (na příkladu elektrod se základním typem povlaku).

d elektroda, mm

Prostorová poloha

Dole

Vertikální

Stropní a polostropní

Svařování se nedaří

Polarita

Svařování na moderních strojích se provádí pouze stejnosměrným proudem se stejnosměrnou nebo obrácenou polaritou. Stejnosměrné elektrody poskytují mnohem větší (15-20%) hloubku průniku než při použití střídavého proudu z transformátoru.

• Litinové, nízkolegované, nízko a středně uhlíkové oceli se vaří s přímou polaritou a je dosaženo hlubokého pronikání kovových částí.
• Reverzní metodou se svařuje širší sortiment ocelí (nízkolegované, nízkouhlíkové, středně a vysokolegované), svařují se tenkostěnné konstrukce a používá se i při vysoké rychlosti tavení elektrod.

Jak hluboký průvar, tak vysoká rychlost svařování vyžadují velké množství proudu. S obousměrnou i přímou polaritou lze tedy v obou těchto případech zvýšit intenzitu proudu.

Stres

Samostatně by se mělo říci o napětí. Na moderních invertorových zařízeních je tento indikátor nastaven automaticky, takže ve výpočtech nehraje významnou roli. Pro RDS je tento rozsah 16–30 voltů.

Tento parametr neovlivňuje hloubku průniku. Důležitý je zde bezpečnostní faktor: v okamžiku výměny elektrody prudce stoupne napětí na oblouku až na 70 V, proto musí být svářeč extrémně opatrný.

Výpočetní vzorec

Zkušení svářeči obvykle nastavují elektrický oblouk experimentálně, bez složitých předběžných výpočtů. A pro začátečníky budou užitečné nejen tabulky zveřejněné v článku, ale také vzorec, který vypočítá, které elektrody potřebují jaký proud. Platí pro elektrody nejoblíbenějších průměrů (3–6 mm).

• I = (20+6d)d, kde
• I – proudová síla, d – průměr elektrody.

Pokud je tloušťka tyče menší než 3 mm, výpočet se provádí podle vzorce: I = 30d.

Tyto vzorce by však měly být použity také s ohledem na prostorovou polohu svařování: pro stropní svařování odečteme 10–15 % od výsledku získaného ze vzorce.

Výrobce zpravidla uvádí všechny nejdůležitější parametry svařovacího režimu na obalu. Výjimkou nejsou ani produkty závodu Magnitogorsk Electrode Plant. Při správném nastavení potřebných parametrů režimu svařovacího provozu zajistí elektrody MEZ skvělé zapálení elektrického oblouku, jeho stabilní hoření a příkladný výsledek – rovnoměrný svar s potřebnými charakteristikami.