Ручная дуговая сварка

В. П. Тимошенко 
М. В. Радченко 
РУЧНАЯ ДУГОВАЯ СВАРКА  
Учебное пособие  
Под общей редакцией доктора технических наук,  
профессора М. В. Радченко 
Москва    Вологда 
«Инфра-Инженерия» 
2021 

УДК 621.791.7(075.8) 
ББК 34.641 
Т41 
 
 
 
 
Р е ц е н з е н т ы :  
доктор технических наук, профессор, советник генерального директора по науке  
ЗАО «Региональный центр лазерных технологий» С. М. Шанчуров; 
кандидат технических наук, старший научный сотрудник, главный сварщик  
ООО «Производственно-строительное объединение “Алтай”» В. Г. Пинаев 
 
 
 
 
 
 
 
 
Тимошенко, В. П.  
Т41   
Ручная дуговая сварка : учебное пособие / В. П. Тимошенко, М. В. Радченко ; под 
общ. ред. д-ра техн. наук, проф. М. В. Радченко. – Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия,  
2021. – 264 с. : ил., табл. 
 
ISBN 978-5-9729-0623-9 
 
Рассмотрены вопросы физической сущности процесса ручной дуговой сварки, основные 
закономерности формирования структуры и свойств сварных соединений для различных металлов и сплавов, вопросы технологической свариваемости металлов и сплавов. Даны практические рекомендации по выбору оборудования, сварочных материалов и режимов сварки. 
Для студентов направления подготовки 15.00.00 «Машиностроение», изучающих дисциплины «Оборудование и технология сварочного производства», «Сварочные процессы и оборудование». Может быть полезно специалистам в области сварки.  
 
 
УДК 621.791.7(075.8) 
ББК 34.641 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ISBN 978-5-9729-0623-9 
” Тимошенко В. П., Радченко М. В., 2021 
” Издательство «Инфра-Инженерия», 2021 
” Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2021 
 

 
 
1. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ СВАРОЧНОГО  
ПРОИЗВОДСТВА 
 
В настоящее время сварка используется во всех отраслях 
промышленности и строительства, а удельный вес и объем сварочных работ продолжает возрастать. В современном варианте 
сваркой называют технологический процесс получения монолитных неразъемных соединений посредством установления 
межатомных связей между свариваемыми деталями при их 
местном или общем нагреве или пластическом деформировании, 
а также совместным действием того и другого. 
Все существующие способы сварки по энергетическим 
признакам разделяют на две основные группы: сварку плавлением и сварку давлением. В силу своих технологических возможностей наибольшее распространение получили способы 
электрической дуговой сварки плавлением. 
Разработка первых способов дуговой сварки тесно связана 
с открытием явления электрической дуги, сделанным в 1802 г. 
русским физиком, профессором Санкт-Петербургской Академии 
наук Василием Владимировичем Петровым (1761–1834 гг.).  
В своих ранних работах В. В. Петров указывал на возможность 
применения дугового разряда для расплавления металлов. Однако первое практическое применение электрической дуги с целью сварки металлов принадлежит русскому инженеру Николаю 
Николаевичу Бенардосу. 
Сущность метода, разработанного в 1882 г. Н. Н. Бенардосом, заключается в следующем. Электрическая дуга возбуждается и горит между угольным электродом и изделием. Формирование сварочной ванны и сварного шва на первом этапе осуществлялось только за счет расплавления основного металла. 
Впоследствии был использован присадочный пруток, позволяющий до некоторой степени повысить механические свойства 
сварного соединения. 
В 1888 г. русский инженер Николай Гаврилович Славянов 
усовершенствовал процесс сварки, предложенный Н. Н. Бенар3 
 

досом, заменив неплавящийся угольный электрод плавящимся 
металлическим электродом, причем плавящийся электрод является одновременно и присадочным металлом. 
Эти способы не нашли широкого применения в силу ряда 
существенных недостатков. Основными недостатками являлись: низкая стабильность горения дуги; отсутствие защиты 
дугового промежутка металла сварочной ванны и сварного шва 
от взаимодействия с окружающей средой; попадание продуктов сгорания угольного электрода и вредных газов воздуха (О2, 
N2) в расплавленный металл, существенно снижающих механические и технологические характеристики сварного соединения в целом. 
Усовершенствование дуговой сварки развивалось по двум 
направлениям: изыскание средств защиты и металлургической 
обработки металла сварочной ванны и автоматизация процесса. 
Первые шаги в этих направлениях сделаны самими изобретателями. Например, Н. Н. Бенардос впервые предложил применять 
при сварке защиту сварочной ванны газом и изготовил для этого 
горелку, положив начало развитию дуговой сварки в защитных 
газах. Н. Г. Славянов впервые выдвинул идею о необходимости 
защиты ванны и ее металлургической обработки. В частности, 
он предложил подбрасывать в сварочную ванну ферросплавы  
и стекло. Развитие этой идеи на первом этапе привело к созданию покрытия электродов, а впоследствии – способа дуговой 
сварки под слоем гранулированного флюса.  
Способы дуговой сварки неплавящимся и плавящимся 
электродами Н. Н. Бенардосом и Н. Г. Славяновым были запатентованы, кроме России, во Франции, Бельгии, Великобритании, Италии, Германии, Швеции, Норвегии, Дании, Испании, 
Швейцарии, Соединенных штатах Америки, Австро-Венгрии  
и в ряде других стран. До настоящего времени в мировой технической литературе часто эти основные виды сварки называют по 
их имени – способ Бенардоса и способ Славянова.  
Разработанные в 90-х гг. ХIХ века газовая и термитная 
сварка уже в начале ХХ века стали широко применяться и временно обогнали в своем развитии дуговую сварку. Однако  
в дальнейшем, главным образом в связи с разработкой ряда  
4 
 

вопросов металлургии сварки, дуговая сварка стала основным 
промышленным способом, широко используемым при изготовлении и ремонте металлических конструкций. Этому способствовала и механизация процессов дуговой сварки, особенно 
разработка автоматической и полуавтоматической сварки под 
флюсом и в защитном газе. 
Разработка новых видов сварки продолжается и по настоящее время. Это электронно-лучевая, лазерная, ультразвуковая, 
диффузионная сварка, сварка трением и взрывом и др. Сваркой 
уже соединяют не только металлы, но и многие неметаллические материалы (даже кости скелета при лечении переломов  
и биологических тканей). Все виды сварки продолжают развиваться и совершенствоваться. 
Роль сварки в развитии техники очень велика. Она широко 
применяется в промышленности, строительстве, на транспорте, 
в сельском хозяйстве, во всех производствах, занятых обработкой металла и изготовлением всевозможных металлических изделий,  от мельчайших деталей, обрабатываемых при помощи 
микроскопов, до гигантских сварных конструкций, корпусов 
морских судов, трубопроводов и др. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 
 

 
 
2. ГОСУДАРСТВЕННЫЕ СТАНДАРТЫ  
НА ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ  
ПОНЯТИЙ В СВАРОЧНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ 
 
В производственной технологической документации сле- 
дует использовать термины, относящиеся к сварке и сварочно- 
му производству содержащиеся в государственных стандартах  
ГОСТ 2601-84, ГОСТ Р ИСО 857-1-2009, ГОСТ Р ИСО 857-2-2009, 
ГОСТ Р ИСО 17659-2009, ГОСТ 11969-79, ГОСТ 19521-74,  
ГОСТ 29273-92, ГОСТ 30482-97.  
Термины, содержащиеся в справочной литературе, должны 
быть проверены на их соответствие государственным стандартам. Графическая часть технологической документации должна 
быть составлена с учетом требований нормативной документации, перечисленной в таблице 2.1. 
 
Т а б л и ц а  2.1 
Государственные стандарты на термины и технологическую 
подготовку сварочного производства 
 
Обозначение  
стандарта 
Наименование стандарта 
ГОСТ 2.312-72 
ЕСКД. Условные изображения  
и обозначения швов сварных соединений  
ГОСТ 2.410-68 
ЕСКД. Правила выполнения чертежей  
металлических конструкций 
ГОСТ 3.1001-81 
ЕСТД. Общие положения 
ГОСТ 3.1102-81 
ЕСТД. Стадии разработки и виды  
документов 
ГОСТ 3.1705-81 
ЕСТД. Правила записи операций  
и переходов. Сварка 
ГОСТ 4.44-89 
СПКП. Оборудование сварочное  
механическое. Номенклатура показателей  
ГОСТ 4.140-85 
СПКП. Оборудование электросварочное. 
Номенклатура показателей  
ГОСТ 4.433-86 
СПКП. Оснастка универсально-сборная. 
Номенклатура показателей 
6 
 

Окончание таблицы 2.1 
Обозначение  
стандарта 
Наименование стандарта 
ГОСТ 14.004-83 
Технологическая подготовка производства. 
Термины и определения основных понятий 
ГОСТ 14.201-83 
Обеспечение технологичности  
конструкции изделий. Общие требования 
ГОСТ 14.205-83 
Технологичность конструкции изделий. 
Термины и определения 
ГОСТ 2601-84 
Сварка металлов. Термины и определения 
основных понятий 
ГОСТ Р ИСО 857-1-2009 
Сварка и родственные процессы. 
 Словарь. Часть 1. Процессы сварки  
металлов. Термины и определения 
ГОСТ Р ИСО 857-2-2009 
Сварка и родственные процессы. Словарь. 
Часть 2. Процессы пайки. Термины  
и определения 
ГОСТ 11969-79 
(Действует только в РФ) 
Сварка плавлением. Основные положения 
и их обозначения  
ГОСТ Р ИСО 
15607-2009 
Технические требования 
и аттестация процедур сварки металлических материалов. Общие правила 
ГОСТ Р ИСО 17659-2009 Сварка. Термины многоязычные  
для сварных соединений 
ГОСТ 19521-74 
Сварка металлов. Классификация  
ГОСТ 29273-92 
Свариваемость. Определение 
ГОСТ 30482-97 
Сварка сталей электрошлаковая.  
Требования к технологическому процессу 
ГОСТ Р 53525-2009 
Координация в сварке. Задачи  
и обязанности 
ГОСТ Р 53690-2009 
Аттестационные испытания сварщиков. 
Сварка плавлением. Часть 1. Стали  
2.1. Термины  
Сварка – получение неразъемных соединений посредством 
установления межатомных связей между соединяемыми частями при их нагревании и (или) пластическом деформировании. 
7 

Виды сварки 
 
Ручная сварка – сварка, выполняемая человеком с помощью инструмента, получающего энергию от специального источника. 
Механизированная сварка – сварка, выполняемая с применением машин и механизмов, управляемых человеком. 
Автоматическая сварка – сварка, выполняемая машиной, 
действующей по заданной программе, без непосредственного 
участия человека. 
Сварка плавлением – сварка, осуществляемая местным 
сплавлением соединяемых частей без приложения давления. 
Наплавка – нанесение посредством сварки плавлением 
слоя металла на поверхность изделия.  
Дуговая сварка – сварка плавлением, при которой нагрев 
осуществляется электрической дугой. 
Дуговая сварка плавящимся электродом – дуговая сварка, выполняемая электродом, который, расплавляясь при сварке, 
служит присадочным металлом. Сварка плавящимся электродом. 
Дуговая сварка неплавящимся электродом – дуговая 
сварка, выполняемая не расплавляющимся при сварке электродом. Сварка неплавящимся электродом. 
Дуговая сварка под флюсом – дуговая сварка, при которой дуга горит под слоем сварочного флюса. Сварка под флюсом. 
Дуговая сварка в защитном газе – дуговая сварка, при 
которой дуга и расплавляемый металл, а в некоторых случаях,  
и остывающий шов, находятся в защитном газе, подаваемом  
в зону сварки с помощью специальных устройств. Сварка в защитном газе (недопустимо – газоэлектрическая сварка). 
Аргонодуговая сварка – дуговая сварка, при которой в качестве защитного газа используется аргон. 
Дуговая сварка в углекислом газе – дуговая сварка, при 
которой в качестве защитного используется углекислый газ. 
Сварка в углекислом газе. 
Подводная дуговая сварка – подводная сварка (недопустимо – дуговая сварка под водой). 
8 
 

Импульсно-дуговая сварка – дуговая сварка, при которой 
дугу дополнительно питают импульсами тока по заданной программе. 
Ручная дуговая сварка – дуговая сварка, при которой возбуждение дуги, подача электрода и его перемещение проводятся 
вручную. 
Механизированная дуговая сварка – дуговая сварка, при 
которой подача плавящегося электрода или присадочного металла или относительное перемещение дуги и изделия выполняются 
с помощью механизмов. Полуавтоматическая дуговая сварка. 
Автоматическая дуговая сварка – механизированная дуговая сварка, при которой возбуждение дуги, подача плавящегося 
электрода или присадочного металла и относительное перемещение дуги и изделия осуществляются механизмами без непосредственного участия человека, в том числе и по заданной программе. 
Двухдуговая сварка – дуговая сварка, при которой нагрев 
осуществляется одновременно двумя дугами с раздельным питанием их током. 
Многодуговая сварка – дуговая сварка, при которой 
нагрев осуществляется одновременно более чем двумя дугами с 
раздельным питанием их током. 
Двухэлектродная сварка – дуговая сварка, при которой 
нагрев осуществляется одновременно двумя электродами с общим подводом сварочного тока (недопустимо – сварка расщепленным электродом). 
Многоэлектродная сварка – дуговая сварка, при которой 
нагрев осуществляется одновременно более чем двумя электродами с общим подводом сварочного тока. 
Дуговая сварка по флюсу – дуговая сварка, при которой 
на свариваемые кромки наносится слой флюса, толщина которого меньше дугового промежутка. Сварка по флюсу. 
Точечная дуговая сварка – дуговая сварка без перемещения электрода в плоскости, перпендикулярной его оси, в виде 
отдельных точек. 
9 
 

Вибродуговая сварка – дуговая сварка плавящимся электродом, который вибрирует, вследствие чего дуговые разряды 
чередуются с короткими замыканиями. 
Сварка лежачим электродом – дуговая сварка, при которой неподвижный покрытый электрод укладывается вдоль свариваемых кромок, а дуга перемещается по мере расплавления 
электрода. 
Плазменная сварка – сварка плавлением, при которой 
нагрев проводится сжатой дугой. Плазменно-дуговая сварка 
(недопустимо – сварка плазменной дугой). 
Электрошлаковая сварка – сварка плавлением, при которой для нагрева используется тепло, выделяющееся при прохождении электрического тока через расплавленный шлак. 
Шлаковая сварка. 
Электронно-лучевая сварка – сварка плавлением, при которой для нагрева используется энергия ускоренных электронов. 
Лазерная сварка – сварка плавлением, при которой для 
нагрева используется энергия излучения лазера. 
Газовая сварка – сварка плавлением, при которой для 
нагрева используется тепло пламени смеси газов, сжигаемой с 
помощью горелки. 
Термитная сварка – сварка, при которой для нагрева используется энергия горения термитной смеси. 
 
Сварка с применением давления 
 
Наварка – нанесение слоя металла на поверхность изделия 
посредством сварки с применением давления. 
Контактная сварка – сварка с применением давления, при 
которой используется тепло, выделяющееся в контакте свариваемых частей при прохождении электрического тока. 
Стыковая контактная сварка – контактная сварка, при 
которой соединение свариваемых частей происходит по поверхности стыкуемых торцов. Стыковая сварка. 
Стыковая сварка оплавлением – стыковая контактная 
сварка, при которой нагрев металла сопровождается оплавлением стыкуемых торцов. Сварка оплавлением. 
10