sličica|250x250_pik|MMA ročno obločno varjenje Ročno obločno varjenje MMA (ang. manual metal arc), je ročni postopek varjenja pri katerem se uporablja oplaščena odtaljiva elektroda. Električni tok je lahko izmeničen ali enosmeren. Z njim vzpostavimo električni oblok med elektrodo in varjencem, kateri tali osnovni material in elektrodo. Oplaščenje elektrode vzpostavi zaščitno atmosfero ki ščiti oblok in talino. Med varjenjem nastaja plast žlindre, ki prav tako varuje var pred zunanjo atmosfero, ter upočasnjuje ohlajanje vara.
Zaradi vsestranskosti uporabe tega načina varjenja, kot tudi zaradi enostavnosti opreme ter postopka samega, je ročno obločno varjenje najpogostejša in najbolj razširjena metoda varjenja. Pred drugimi postopki prevladuje predvsem na področju popravljanja in vzdrževanja. Ta tip varjenja se še vedno pogosto uporablja pri varjenju jeklenih konstrukcij ter v industrijski proizvodnji, kljub temu da postopka MIG varjenje in MAG pridobivata na popularnosti. Z ročnim obločnim varjenjem lahko varimo poleg jekel še sivo litino, ter aluminijaste, nikljeve in bakrene zlitine.Cary and Helzer, 102–03
Razvoj sličica|250x250_pik|Varjenje na terenu ameriška vojska 1969 Po tem ko je Sir Humphry Davy leta 1800 odkril električni oblok, se je začelo počasi razvijati obločno varjenje. Proti koncu 19. stoletja se je razvil prvi varilni postopek, ki se je imenoval karbonsko obločno varjenje (ime izvira iz karbonske oziroma grafitne neodtaljive elektrode). Leta 1880 so razvili osnovno elektrodno držalo, kasneje leta 1890 pa prvi postopek obločnega varjenja s kovinsko odtaljivo elektrodo.Cary and Helzer, 5 thumb|left|250px|Karbonsko varjenje
Na prehodu v 20. stoletje je Oscar Kjellberg predstavil prvo oplaščeno elektrodo, pri čemer je železno žico pomočil v zmes silikatov in karbonatov in tako dobil plašč elektrode. Te elektrode se na začetku niso uveljavile, zaradi visoke cene oplaščenja. Leta 1927 so se cene oplaščenja elektrod znižale. Tako se je odprla pot zahtevnejšim zmesem za oplaščenje, ki so se uporabljala za različne namene. Leta 1950 so v oplaščenje elektrode že začeli mešati železov prah, s čimer povečali izkoristek in hitrost varjenja.Lincoln Electric, 1.1-4–1.1-6, 1.1-8
Leta 1938 je K. K. Madsen razvil varianto obločnega varjenja, ki jo sedaj poznamo kot gravitacijsko varjenje. To je postalo močneje uporabljano okrog leta 1960, za uporabo v ladjedelnicah na Japonskem. Dandanes je uporaba gravitacijskega varjenja omejena. Še ena manj uporabljena različica tega procesa je eksplozijsko varjenje, ki ga je razvil približno v istem času Avstrijec George Haferguy.Cary and Helzer, 115–16
Postopek thumb|right|300px|Področje varjenja pri ROV Električni oblok med varjencem in elektrodo vzpostavimo tako, da med njima naredimo kratek stik. Ko se oblok vžge lahno potegnemo vstran, da se nam elektroda ne zlepi. Oblok tako začne taliti varjenec in odtaljivo elektrodo. Elektroda se odtaljuje v var, med tem pa oplaščenje razpada in se sproščajo plini, ki ščitijo var in oblok pred kisikom in drugimi atmosferskimi plini. Oplaščenje lajša in stabilizira gorenje obloka, legira in dezoksidira var, poleg tega pa tvori tudi žlindro, ki dodatno ščiti var pred atmosfero in upočasnjuje ohlajanje zvara. Ko se var ohladi, je treba žlindro odstraniti, da vidimo končni zvar.
Med varjenjem se elektroda odtaljuje in jo moramo zatorej zamenjati ko se nam ta obrabi. Menjavanje elektrod nam poleg odstranjevanja žlindre predstavlja izgubo časa pri postopku varjenja, kar pomeni da je ročno obločno varjenje ena najzamudnejših vrst varjenja. Dejanski čas varjenja tako predstavlja nekje 25% vsega časa porabljenega za spajanje kovin po tem postopku. .Cary and Helzer, 102, 115
Uporaba tehnike varjenja je tako odvisna od elektrode ki jo uporabljamo, materiala in sestave varjenca ter lege varjenca. Izbira elektrode ter lege varjenja nam določata hitrost varjenja. Vodoravni var je najmanj zahteven in ga lahko varimo z elektrodami, ki se hitro talijo, vendar ohlajajo počasi. S tem dosežemo visoko hitrost varjenja. Poševno, vodoravno ali varjenje z zgoraj navzdol zahtevajo že bolj izkušenega varilca in pogosto nujo uporabe elektrode ki se hitro ohlaja, kar preprečuje stekanje vara s področja varjenja. Te elektrode se po navadi tudi počasneje odtaljujejo, kar pomeni da smo primorani variti počasneje.Lincoln Electric Company, 6.2-1
Kakovost sličica|varjenje pod vodo Najpogostejše težave s kakovostjo vara pri ROV so povezane z brizganjem, poroznostjo, slabim taljenjem, plitko pretaljenostjo in pokanjem vara. Brizganje vara nima vpliva na sam var, ampak škodi le izgledu vara in povečuje stroške čiščenja. Brizganje je lahko posledica prevelikega varilnega toka, predolgega obloka ali celo odklona obloka, zaradi magnetnega polja. Brizganje lahko povzroča tudi poroznost v zvaru, ki lahko vsebuje nečistoče zaradi prevelike hitrosti varjenja in predolgega obloka, posebno tedaj, ko varimo z elektrodami katerih plašč vsebuje malo vodika. Poroznost, ki jo običajno odkrivamo z neporušnimi preizkusi zvara, lahko resno zmanjšuje kakovost zvara. Slaba pretaljenost zmanjšuje trdnost zvara. Povzroča jo nizek varilni tok, nečist zvarni stik ali uporaba neprimerne elektrode. Slabo pretaljenost odpravimo z zvečanjem varilnega toka in z uporabo tanjše elektrode. Na porušitev zvara lahko vpliva še visoka vsebnost ogljika ali žvepla v osnovnem materialu. To povzroča pokanje, posebno takrat ko varjenca ne predgrevamo in ne uporabljamo elektrod z nizko vsebnostjo vodika. Izogibamo se prednapenjanju varjenca, saj bi to povzročilo pokanje vara med ohlajanjem.Lincoln Electric, 6.2-18–6.2-20, 3.2-1
Varnost pri delu Ročno obločno varjenje, je prav tako kot ostali postopki varjenja lahko nevarno in zdravju škodljivo, če ne upoštevamo pravilnih varnostnih ukrepov. Proces je sestavljen iz nezaščitenega električnega obloka, kateri predstavlja nevarnost opeklin. Pred opeklinami se zaščitimo z osebno zaščitno opremo, katere del so debele usnjene rokavice, delovna obleka z dolgimi rokavi, ter usnjen predpasnik. Poleg toplote, oblok seva tudi ultraviolično svetlobo, ki lahko resno poškoduje roženico. Kot zaščito za oči uporabljamo zaščitne maske z zatemnjenim steklom. Novejše maske imajo samozatemnilno steklo, katero se zatemni pri osvetlitvi z večjo gostoto UV svetlobe. Okolico varilnega mesta zaščitimo pred sevanjem s prozornimi varilnimi zavesami narejenimi iz plasti PVCja, katere ustavijo UV žarke, ki sevajo iz obloka. Te folije pa ne moremo zamenjati z zatemnjenim stekelcem uporabljenim na varilni maski.Cary and Helzer, 42, 49–51
Varilec je izpostavljen tudi škodljivim plinom in majhnim delcem, ki izparevajo iz področja varjenja med razpadanjem oplaščenja elektrode. Dim, ki se sprošča vsebuje različne tipe oksidov, kateri so zdravju škodljivi in rakotvorni. Velikost dimnih delcev predstavlja toksičnost dima. Manjši kot so delci, bolj je dim škodljiv. Med varjenjem nastajajo plini kot sta ozon in ogljikov dioksid, katera sta nevarna, če prostor ni dobro prezračevan, saj se varilec lahko zaduši.Cary and Helzer, 52–62
Oprema Glavna sestavna dela za postopek ročnega obločnega varjenja sta vir toka in elektroda. Elektroda je vpeta v držalo in je preko kabla povezana z virom toka. Na drugem kablu pa imamo klešče, s katerimi privedemo nasprotni električni pol do varjenca.Lincoln Electric Company, 5.1-1–5.1-2 thumb|right|350px|Oprema za ročno obločno varjenje
Vir toka Vir toka pri varjenju nam mora zagotavljati stalen tok, tako da nam oblok gori z dokaj konstantno temperaturo, tudi če se dolžina obloka ali napetost spreminjata. To je zelo ugodno, saj je pri ročnem varjenju težko držati stalno dolžino obloka. Izkušeni varilci pa lahko zaradi nihanja napetosti direktno z dolžino obloka uravnavajo temperaturo varjenja. sličica|Težak klasični transformator AC tok Polariteta toka pri postopku ročnega obločnega varjenja je odvisna od elektrode ki jo uporabljamo in zaželenih lastnosti vara. Enosmerna napetost s pozitivnim polom na elektrodi povzroči večje segrevanje elektrode in s tem večje odtaljevanje, ter plitvejši uvar. Če zamenjamo polariteto tako, da je na elektrodi negativen naboj in na varjencu pozitiven, se nam varjenec globlje pretali. Pri izmenični napetosti se nam napetost zamenja 100 krat v sekundi, tako da se toplota enakovredno porazdeli in sta odtaljevane elektrode in varjenca nekje v ravnovesju. sličica|Lažji aparati usmerniki DC tok Pri ročnem obločnem varjenju morajo imeti viri toka padajočo statično karakteristiko, to je padajoča odvisnost napetosti od toka. Ko varilni toki narastejo na tok kratkega stika, nam napetost pade na 0. Vir s statično karakteristiko, katere napetost prostega teka je konstantna nam pove, da na transformatorju ne moremo spreminjati števila ovojev ne na primarnem, kot tudi ne na sekundarnem navitju, niti kako drugače nastaviti napetosti prostega teka [slika 5 a]. Po drugi strani imamo vire, katerim lahko reguliramo napetost prostega teka [slika 5 b]. V splošnem lahko padajočo statično karakteristiko dosežemo na več načinov: s spreminjanjem položaja primarnega in/ali sekundarnega navitja, s položajem jedra transformatorja, ki poveča magnetno upornost v njem, s posebnim magnetnim uporom med primarnim in sekundarnim navitjem ali pa s posebno dušilko, ki ji pravimo transduktor. Tušek, 33 thumb|left|500px|statična karakteristika vira toka za ROV
Osnovni del opreme za ROV je transformator el. toka, za enosmerni tok pa potrebujemo še usmernik. Transformator nam visoke napetosti spremeni v nižje in pri tem poveča tok. Iz 220V pri toku 50A nam transformator naredi okrog 17-45 V pri tokih do 600A. Za to spremembo imamo več vrst transformatorjev, npr.: več navojni transformatorji, inverterji... Vsaki uporablja za to pretvorbo različno metodo. Transformatorjem z navitji lahko nastavljamo tok s spremenljivim številom sekundarnih navojev na transformatorju [slika 5 b], ali pa z regulacijo razdalje med prvim in drugim navitjem transformatorja. Inverterji, ki so veliko manjši in lažji pa za to uporabljajo elektronske komponente.
Kot prenosne vire toka pogosto uporabljamo generatorje ali alternatorje. Njihova uporaba je v industriji zelo zapostavljena, zaradi majhnega izkoristka in visoke cene. Prav tako je potrebno vzdrževanje le-teh zaradi pogonskega dela. Največja prednost uporabe generatorjev pa je na terenu, kjer ni drugih virov toka, da bi jih transformirali.
Elektrode thumb|250px|right|Različne oplaščene elektrode in držalo elektrod Elektrode za ROV izbiramo glede na material iz katerega je varjenec, glede na lego varjenja, in glede na želene lastnosti zvara. Elektrode so oplaščene s plaščem, kateri med razpadanjem sprošča pline in dezoksidante, ki čistijo var. Ko plašč razpada (gori) nastaja tudi žlindra, ki ščiti var. Oplaščenje med drugim zagotavlja tudi stabilnost obloka, ter oskrbuje var z legirnimi elementi, ki le-tega izboljšujejo. Elektrode lahko razdelimo v tri skupine: tiste ki se hitro talijo (fast-fill), tiste ki so narejene za hitro strditev vara (fast-freeze), ter vmesne elektrode (fill-freeze ali fast-follow). Elektrode ki se hitro talijo nam zagotavljajo hitrejše varjenje, medtem ko so hitro strjujoče elektrode potrebne za varjenje v legah pri katerih bi nam var lahko odtekal preden se strdi.Lincoln Electric, 6.2-1
Za varjenje jekla po navadi uporabljamo elektrode, ki so po sestavi blizu osnovnemu materialu. Prav tako se elektrode, katerih sestava je podobna osnovnemu materialu, uporablja pri varjenju sličica|250x250_pik|Elektrode ESAB OK 48.00 aluminija in bakra. Zgodi se pa tudi to, da zaradi določenih zahtev varimo z elektrodo, ki ima sestavo jedra bistveno drugačno od sestave materiala varjenca. Kot primer so inox elektrode, ki jih pogosto uporabimo za zvarjenje dveh kosov iz ogljikovih jekel, ali pa za zvarjenje nerjavečega jekla z ogljikovim jeklom, podobno pa varimo tudi sivo litino v hladnem z nikljevimi elektrodami.Lincoln Electric, 7.2-5, 7.2-8