Сварочные швы как правильно

Как варить вертикальный и горизонтальные швы электросваркой

Электросварка является одним из технологических решений по объединению различных частей металлов. Предусматривается нагрев заготовок до температуры плавления при помощи электрической дуги. Аппараты электрической дуговой сварки нашли свое применение в самых разных областях производства и в частном секторе.

Изменяя температуру электрической дуги, пользователь может сваривать между собой практически любые идентичные металлы. Но перед тем, как начать воплощать свои идеи в реальность, будущий сварщик должен внимательно изучить технику формирования сварочных швов. Ниже детально рассматриваются вопросы, как правильно варить вертикальный шов электросваркой и приемы, позволяющие правильно положить горизонтальный шов.

Общие определения сварных швов

Технологические операции по соединению металлов посредством электрической сварки тесно связаны с понятием сварного шва. Он образуется по завершению плавления металла электродуговой сваркой в процессе остывания. В зависимости от того, где выполняется соединение металлов, шов может располагаться вертикально или горизонтально. Помимо этого, различают боковое, верхнее или нижнее пространственное расположение стыков.

Самой простой в исполнении справедливо считается нижнее горизонтальное расположение сварного соединения. Именно в этом положении сварщику проще всего контролировать расплав. Остальные варианты, а именно – боковой и верхний, расположения сварного шва являются сложными. Чтобы выполнить их сварщику требуется потратить немало времени на изучение техники и основных приемов сварки. Потребуется немало времени, чтобы наработать практические навыки.

Как варить вертикальный шов

Из-за того, что шов располагается вертикально, а сила тяжести действует постоянно, расплавленный металл устремляется вниз. Это основная сложность, которая не дает начинающему сварщику выполнить работу с более-менее приемлемым качеством.

Все действия специалиста в этом случае (помимо основной работы) направлены на удержании расплавленной массы в пределах рабочей области стыка. Решить задачу помогает стабильность в работе: электрическая дуга должна быть постоянной. Ее следует удерживать на минимально возможном расстоянии между сварочной ванной и электродом.

Техника сварки снизу вверх

Самый распространенный способ – сваривание по направлению от самой нижней точки стыка к верхней. Благодаря такому направлению перемещения обеспечивается стабильный контроль над расплавом, который проще удержать в пределах ванночки. Именно при таком способе сварки удается положить качественный шов и создать надежное соединение.

Естественно, перед началом процесса сварки, нужно подготовить кромки свариваемых деталей. Они обрабатываются абразивными материалами в точном соответствии с требованиями. Отдельно настраивается аппарат, выставляется нужное сопротивление, сила тока и выбирается наиболее подходящий электрод.

На первом этапе сварщик делает насколько прихватов длиной 1-2 см, которые равномерно располагаются по всей длине стыка. Это необходимо, чтобы избежать деформации поверхности соединяемых деталей в результате резкого повышения температуры. При вертикальном сваривании угол между электродом и рабочей поверхностью выдерживается в диапазоне 45-90 градусов.

Согласно разработанной инструкции действия сварщика состоят из четырех пунктов:

Не нужно слишком быстро перемещать электрод. В этом случае невозможно добиться хорошего прогрева заготовок. Но не стоит и медлить, поскольку большое количество расплава станет причиной его стекания вниз. Скорость перемещения электрода должна обеспечивать оптимальное количество расплава в ванночке.

Вместе с поступательным движением снизу-вверх сварщик должен позаботиться и о поперечных движениях электрода полумесяцем, елочкой либо иным приемом. Стоит учесть, что техника поперечного перемещения расходников актуальна только в том случае, когда толщина соединяемых заготовок больше 4 мм.

При вертикальной сварке важно проходить стык в один заход без остановок. Именно это является основной сложностью для начинающих сварщиков. С опытом приобретаются нужные навыки, и вертикальная сварка перестает быть проблемой.

Техника сварки сверху вниз

Со временем сварщики так само без труда формируют вертикальные швы с перемещением электрода по направлению сверху-вниз. Здесь нужно знать о небольшой хитрости, без которой выполнение работы было бы очень проблематичным. При поджиге электрической дуги электрод нужно ставить под прямым углом относительно рабочей поверхности. После старта процесса держатель немножко следует опустить. До того момента, когда угол между электродом и металлом будет примерно 15-20 градусов.

Проводка электрода по стыку выполняется с поперечными движениями. Они могут быть прямыми (прямоугольными), пилообразными или волнообразными. Выбор способа – на усмотрение сварщика. Важно, чтобы расплат равномерно распределялся в ванночке и не вытекал из нее. Такой метод вертикальной сварки сложнее, чем при движении снизу-вверх. Но он пользуется популярностью у опытных специалистов, поскольку в результате получается более качественный и прочный шов.

Технология сварки горизонтального шва

Техника формирования горизонтального шва мало чем отличается от укладки вертикального. Особенности заключаются в изменении угла постановки расходных материалов. Направление перемещения электрода не имеет принципиального значения. Можно двигаться слева-направо или наоборот, справа-налево. Выбор зависит от предпочтений сварщика и условий выполнения операции.

Тем не менее, и здесь нужно придерживаться определенных правил. В противном случае, вытекание расплава из ванночки тоже вероятно. Необходимо выбрать такое расположение электрода, при котором сила горения электрической дуги была бы равна силе тяжести капель металла и направлена в другую сторону. Вполне вероятно, что потребуется опытным путем выбрать наиболее подходящую силу тока и скорость движения по стыку.

Как правило, горизонтальный шов проваривается непрерывным способом. Но в случаях, когда удержать расплав в ванночке сложно, рационально прибегнуть к другой методике. К примеру, в некоторых случаях периодическое гашение сварной дуги помогает получить более качественный результат. Все тонкости становятся более понятными с опытом. Не стоит отчаиваться, если на первых порах сварочный шов таковым можно назвать с большой натяжкой.

Формирование сварочного шва с нужной глубиной проварки и шириной достигается, благодаря аккуратному перемещению электрода от кромки одной заготовки к другой в поперечном направлении. При сваривании деталей с толщиной стенок до 4 мм используются различные приемы поперечного хода: форма рисунков сильно варьируется. Каких-то рекомендаций нет, и сварщик сам определяется с методом. Основное требование – добиться нужной глубины провара и оптимальной ширины шва.

Контроль длины электрической дуги

Под длиной дуги подразумевается величина зазора между поверхностью заготовки и горящим концом электрода, между которыми держится устойчивый электрический разряд. Один из основных постулатов грамотной работы электросварщика – удержание дуги оптимальной длины.

Руководство говорит о том, что в режиме сварки существует три дуговых промежутка:

О том, что шов был проварен короткой дугой, свидетельствует так называемый «подрез» по краям. Он представляет собой небольшое углубление и свидетельствует о невысоком качестве сварного соединения в целом. Образуется дефект из-за слабого прогрева из-за слабого прогрева рабочей области в ширину.

Когда работы выполнялись длинной дугой, то плохо прогревался металл в глубину. Возникает это потому, что длинную дугу сложно удержать. Ее периодическое затухание неизбежно. Как результат – дефект прогрева и плохое качество сварного соединения.

Единственный вариант, который поможет сформировать качественный сварной шов – это нормальная дуга. Ее длину можно вычислить по формуле:

Ld = 0.5*1,1 Dэ, где:

Управление электродом

При выполнении сварочных работ угол наклона электрода определяется сварщиком и может быть прямым, вперед или назад по отношению к поверхности металла. Эти технологические приемы являются базовыми для того, чтобы позволить сварщику сформировать сварочный шов в различных производственных условиях.

К примеру, метод «углом вперед» часто применяется при потолочной сварке и для формирования вертикального шва. Помимо этого, техника успешно применяется при сваривании стыков труб, которые невозможно провернуть. Под прямым углом выполняются работы в труднодоступных для сварки местах. А вот техника с «углом назад» незаменима при соединении угловых стыков.

Передний угол расположения электрода востребован при работе с тонкостенными металлами. В этом случае формируется широкий прочный шов с малой глубиной проваривания. Когда же заготовки имеют толстые стенки, то целесообразней прибегнуть к методике «угла назад». Это обеспечивает глубокий прогрев металла.

Перемещение электрода и сила тока

Большое влияние на качество сварного шва оказывают два значимых фактора – сила тока и скорость перемещения электрода. Подача большого тока позволяет прогреть металл на большую глубину. В свою очередь, это дает возможность сварщику быстрее перемещать электрод, сохранив хорошее качество выполнения работы. Именно оптимальное соотношение силы тока и скорости подачи расходника обеспечивает качественное сварное соединение.

Таблица соответствия тока, электрода, толщины металла

Выбирая скорость для перемещения дуги, следует учитывать ее мощность. Чрезмерно быстрая подача при сравнительно небольшой мощности электрической дуги не позволяет достаточно хорошо прогреть металл на всю глубину. Получается, что шов просто «ляжет» на поверхность стыка, едва прихватив кромки. И, наоборот, при медленном перемещении в сочетании с достаточно мощным электрическим разрядом высока вероятность перегрева и деформации металла по линии сваривания. Если заготовки имеют тонкие стенки, то они могут прогореть насквозь.

Инструкция начинающего сварщика

Для выполнения сварочных работ помимо соответствующего оборудования необходимо иметь и защитную экипировку. Стандартный набор состоит из таких элементов:

В работе следует использовать только исправный инвертор с надежно защищенной электрической частью. Кабель, который идет от сварочного аппарата к сети и рабочему месту, долен быть надежно изолирован с большим запасом мощности, чтобы выдерживать рабочие нагрузки.

Рабочее место сварщика в обязательном порядке комплектуется специальным столом, заземлением, противопожарными средствами и мощными осветительными приборами. Перед началом работ нужно детально ознакомиться с приемами выполнения электрических соединений.

Выводы

Чтобы приступить к выполнению сварочных работ вовсе не обязательно иметь соответствующее образование, но без соответствующих навыков и, хотя бы, минимального опыта не стоит рассчитывать на приемлемый результат. Со временем навыки будут совершенствоваться и появится реальная возможность выполнения более сложных задач. Теоретическую часть изучать никогда не поздно, а практика поможет лучше понять суть определенных производственных процессов.

Источник

Какие виды швов бывают и каковы особенности их сварки?

Для различных видов металла и типов соединения могут меняться параметры сварки, а также техника ее выполнения, например возможна сварка вертикальных швов, горизонтальных и т.д. О том, как правильно варить различные виды швов, поговорим дальше.

Классификация сварочных соединений

Длительность службы металлических конструкций зависит от качества и надежности соединений. Стоит понимать, что без шва сварки не бывает. Он, как правило, может стать уязвимым местом любой конструкции.

В связи с этим, когда речь заходит о сварке, именно шов является центральным элементом, определяющим качество и долговечность выполненного соединения.

В зависимости от способа выполнения работы разделяют швы:

В зависимости от пространственного расположения бывает сварка вертикальных швов, горизонтальная сварка, а также сварка в потолочном положении. Исходя из этого, сварка может выполняться снизу вверх и наоборот.

По способу расположения соединяемых деталей относительно друг друга выделяют такие швы, как стыковые, угловые, нахлесточные, тавровые, торцевые.

В стыковом соединении детали располагаются в одной плоскости. Такой тип используется в сварке листового металла, резервуаров, труб.

В угловых – детали устанавливаются под каким-либо углом относительно друг друга. В таком случае максимальная толщина детали не должна превышать трех миллиметров.

В нахлесточном соединении детали устанавливаются параллельно друг другу таким образом, чтобы одна из них «находила» на другую. Используется в сварке листового материала толщиной до двенадцати миллиметров.

В тавровых – детали ставятся по нормали. Чаще всего встречается в несущих конструкциях. Метод требует тщательной обработки вертикального листа.

Торцевые подразумевают соприкосновение боковых поверхностей свариваемого металла. Сварочный шов наносится на их торцы. Соединение отличается экономичностью материала и простотой выполнения.

Вертикальный шов

Сварка вертикального шва может осуществляться двумя различными методами: сверху вниз и наоборот. Проще всего вертикальная сварка выполняется в случае работы снизу вверх. В данном варианте сварочная ванна поднимается дугой, формируемой электродами, и не опускается.

Формируя вертикальные швы снизу вверх без отрыва дуги, электроды необходимо перемещать в одном направлении без смещений по горизонтали. При этом должен соблюдаться наклон в 80-90 градусов. В таком случае шов получается почти плоским.

Чтобы понять, как варить вертикальный шов, следует четко представлять алгоритм последовательности действий:

В таком виде работы электроды должны перемещаться достаточно быстро. Важен полный контроль над процессом сваривания. В случае вытекания сварочной ванны с одного края, следует перейти к другому краю с одновременным движением вверх.

Осуществлять данный тип соединения можно и с отрывом дуги. Подобный вариант будет особенно удобен начинающим сварщикам. За время отрыва деталь успевает охладиться. Подобный способ позволяет даже опирать электрод на полочку сварного кратера.

Схема перемещения стержня аналогична движению без отрыва: из стороны в сторону, коротким валиком, петельками.

Стоит обратить внимание на влияние величины силы тока на шов.

Чтобы правильно варить вертикальный шов, следует задавать ток на 5-10 ампер меньше рекомендованного значения, соответствующего выбранному электроду для вертикального шва и толщине изделия. Однако это утверждение не всегда справедливо, и в ряде случаев ток необходимо подбирать экспериментально.

Можно осуществлять соединение и сверху-вниз. В таком случае стержень необходимо держать перпендикулярно поверхности детали. После розжига дуги в таком положении следует прогреть металл и уже потом перемещать его, формируя шов.

Выполнять сварку сверху вниз не очень удобно. Этот вид работы предполагает высокий контроль сварной ванны. Тем не менее при должном профессионализме таким методом можно сформировать отличное соединение.

Горизонтальные соединения

Сварка горизонтальных швов на вертикальной поверхности осуществляется слева направо и наоборот. В данном варианте ванна будет стекать в нижнюю кромку. Техника выполнения соединения предполагает наклон электрода под большим углом, зависящем от величины тока.

Существует несколько полезных советов, при выполнении которых сварка горизонтального шва будет осуществлена наиболее качественно:

В случае стекания металла вниз, следует перемещать электрод быстрее, уменьшив нагрев детали. Выполнять работу можно и с отрывом дуги. В моменты отрыва металл будет успевать охлаждаться, в результате чего он прекратит стекать. Снижение силы тока обеспечивает такой эффект.

Следуя предложенным выше советам, можно научиться формировать качественные горизонтальные соединения ручной дуговой сваркой.

Угловые швы

Данный вид соединения достаточно распространён в случаях, когда необходимо скрепить две пластины или профильные трубы под углом менее 180 градусов. В металлических изделиях наиболее часто встречаются стыки расположенные по нормали друг к другу. В таком случае обеспечивается равномерная нагрузка и устойчивость всей конструкции.

Выделяют несколько типов угловых швов:

Пространственные положения выполнения подобной работы могут быть различны. Самым тяжелым даже для опытных сварщиков является тавровый стык повернутый верх ногами.

Сварку угловых швов можно выполнять в горизонтальном или в вертикальном положении. Кроме того может осуществляться сварка с отрывом или без. По длине различают короткие стыки длиной до 250 миллиметров и средние – до одного метра.

Чтобы качественно и правильно варить угловой шов, следует знать об основных дефектах при его выполнении.

Самые распространенные проблемы это:

Помимо указанных дефектов, часто встречающихся в случае несоблюдения технологии сварки, существуют и другие особенности. К ним следует отнести пустоты, различные включения, трещины, нарушение формы шва.

Чтобы правильно варить электросваркой угловой шов, стоит помнить не только о возможных дефектах, но и о правильной подготовке кромок детали. Стык изделий толщиной до пяти миллиметров не нуждается в дополнительных мерах. Если же металл покрыт ржавчиной, ее удаляют с помощью щетки.

Изделия с большей толщиной нуждаются в односторонней разделке кромок. В таком случае делают скос под 45 градусов на приставной пластине. Таким образом создается необходимое место под затекания присадки, что упрочняет стык.

Двухсторонняя разделка кромок выполняется для деталей толщиной более десяти миллиметров. Конус пластины обычно оставляют тупым, с толщиной до 2-3 миллиметров, что позволяет защитить деталь от прожогов и наплывов.

Следует также исключить возможность появления перекосов и деформаций или свести их к минимуму. Это делается с помощью прихваток, выставляемых с обеих сторон детали. Сварка инвертором осуществляется поочередно с двух сторон.

Делать несколько проходов с одной части, а потом с другой – недопустимо, так как прихватки под такой нагрузкой лопнут.

Как уже было сказано выше, выполнение угловых стыков может сопровождаться рядом дефектов. В связи с этим следует помнить о причинах их возникновения и стараться предупреждать их. Для этого специально разработаны технологии, позволяющие формировать стык между металлами под углом.

Какой именно метод использовать, сварщик решает самостоятельно в зависимости от ситуации. Выделяют две основные технологии: «лодочкой» и в нижнем положении. Первый тип применяется для малогабаритных конструкций незакрепленных с полом. Кроме того данный вариант будет самым простым для новичков.

Электрод удерживается в вертикальном положении с небольшим наклоном в сторону сварщика. Колебательные движения не совершаются, чтобы заполнить корень. После того, как шлак будет удален, осуществляется еще один проход. Их количество определяется толщиной изделия.

Последующие швы могут выполняться с колебательным перемещением стержня. Это позволит придать им необходимую ширину. Способ отлично подходит для равномерной укладки присадки на две стороны детали, также он позволяет исключить подрезы и непровары.

В нижнем положении сваривают крупногабаритные металлоконструкции, которые нельзя наклонить в позицию удобную для работы «лодочкой». Качественное заполнение корня достигается при наклоне электрода под 45 градусов относительно полок и наклоняется вправо или влево.

Первый проход выполняется без поперечных перемещений электрода. Тем не менее следует постоянно осуществлять продольные рывки. Это позволит убрать шлак, который в противном случае затечет вперед и перекроет обзор сварочной ванны. После правильного выполнения стыка, последующие проходы можно накладывать «полумесяцем».

Если придерживаться указанных выше советов, то шов будет получаться качественным, надежным и красивым.

Т-образный тип соединения

Данный тип соединения относится к разновидностям углового шва. Получение идеального стыка может быть достигнуто при нормальном расположении деталей относительно друг друга. При этом одна из них должна находится на горизонтальной плоскости.

Качественный сварной шов может быть получен в случае соблюдения простых правил. Что касается дополнительной подготовки изделия, то она отсутствует при толщине металла менее 12 миллиметров, а в случае более толстых стенок от 12 до 25 миллиметров следует выполнить подготовку в V-образной форме.

Одностороннюю обработку кромок U-образной формы делают при толщине стенок от 25 до 40 миллиметров. Свыше сорока миллиметров выполняют двухстороннюю обрезку V-образной формы.

При сварке вертикальной детали ее нижний край обрезается ровно, ширина стыка не должна превышать двух миллиметров.

Важным моментом в данном типе работы является правильное зажигание дуги. Делают это перед началом сварки.

Соединяемые поверхности располагают под 45%, а сварку осуществляют «лодочкой».

Нахлесточные соединения

Делают подобный стык на листах металла, наложенных друг на друга на расстоянии трех-пяти толщин этих пластин. Дополнительная подготовка кромок в этом случае не требуется. Изделия заваривают по периметру, а также по краю угла, сформированного при наложении.

Следует иметь ввиду большой расход материала в подобном виде работ. Тем не менее на практике данный вариант применяется достаточно часто.

Другие виды сварки

Важнейшим элементом любой металлоконструкции является сварной шов. В связи с этим техника сварки вертикальных швов, а также других вариантов соединения будет крайне полезна новичкам.

Существует большое количество методов, применяемых для формирования надежных стыков в случае различного расположения деталей относительно друг друга. Также разработаны специальные техники движения электродов, например, елочкой, лодочкой и т.д.

К наиболее простым видам сварки относится работа в горизонтальном положении. Однако существуют и более сложные виды швов.

Стыковые

Проще всего осуществлять данный тип соединения не на вертикальной плоскости, а на горизонтальной.

Выполнять сварочный процесс можно несколькими способами:

В первом случае самым трудным является проваривание корня по всему изделию. Упростить задачу может применение медной подкладки. Благодаря высокой теплопроводности она предотвратит оплавление поверхности под деталями в результате контакта с расплавленным материалом. Ее можно легко удалить после окончания работ.

Высокий шанс получения непроваров – основной недостаток данного способа соединения. Избежать формирования подобного дефекта можно путем вырубки канавки в 2-3 миллиметра глубиной. Канавку перекрывают подварочным валиком и укрепляют с обратной стороны.

Сварные многослойные

Данная технология предусматривает проведение нескольких проходов. Перед каждым проходом предыдущий слой очищается и остывает. В связи с этим подобный способ соединения существенно отличается от других.

Слои варятся с использованием электродов разного диаметра. Нижний свариваем стержнями в 3-4 миллиметра в диаметре, а последующие – 5-6 миллиметров. Самый верхний слой является выпуклым, кроме того он выполняет термообработку нижних слоев.

Кольцевые

Используется в стыковке труб и различных деталей запорной арматуры. Представляет собой смешанные виды дуговой сварки.

Вначале электросваркой делается вертикальный шов сбоку трубы, затем по окружности формируется горизонтальный. Таким же образом осуществляется сварка пластин, расположенных на потолке.

Особенности техники подготовки к кольцевой сварке следующие:

Обработка стыков во время сварочного процесса осуществляется постоянно, а повороты провариваются в несколько проходов. Каждое последующее соединение наносится только после очистки предыдущего от шлака.

В случае обнаружения трещин их удаляют, а образованный фрагмент заново заваривают.

Потолочные

Каждый неопытный сварщик окажется в замешательстве, столкнувшись с необходимостью сварить потолочный шов электросваркой. Данный тип соединения можно смело назвать сложнейшим сварочным швом. Следует отметить, что потолочная сварка вызывает массу проблем, связанных с неудобным положением мастера при работе.

Капли раскаленного металла так и норовят сорваться и упасть вниз, что еще больше осложняет процесс работы. Сам же расплавленный метал удерживается в ванне за счет действия силы поверхностного натяжения.

Сварка потолочного шва предполагает расположение электрода по нормали к поверхности изделия. При этом стержень осуществляет круговые движения. Таким образом удается расширить соединение.

Дуга должна быть короткой, чтобы исключить подрезы. Варить потолочный шов необходимо по следующей методике – металл должен затвердеть с наибольшей скоростью. Подобного эффекта удается достичь при использовании электродов с покрытием, у которого высокая температура плавления.

Помимо круговых следует также совершать вертикальные движения. Отдаление электрода от ванны приведет к гашению дуги. В результате металл начнет остывать и ванна уменьшится.

Потолочные швы делают только в крайних случаях, если возможность расположить изделие в более удобном положении отсутствует. Кроме того потолочное сваривание проводится в положении снизу, это означает, что пузырьки, формируемые в процессе работы, будут подниматься вверх – в корень шва. В результате соединение будет ослабляться.

Таким образом, помимо стандартных дефектов формируемых при сварке, сварка потолочных швов характеризуется еще одной неприятной особенностью, избавиться от которой невозможно. Осуществляя подобное соединение необходимо заранее понимать то, что оно будет ослабленным и менее надежным, чем любое другое.

В связи с вышесказанным, в промышленном производстве подобные стыки практически полностью отсутствуют.

Установка разнообразных металлоконструкций требует использования различных сварочных швов. От правильности их выбора зависит качество и долговечность изделий.

Опытные сварщики без труда могут определить, какой вариант соединения будет оптимальным в каждом конкретном случае. Однако новичкам сделать это будет значительно тяжелее, поэтому им обязательно следует ознакомиться с особенностями каждого вида соединения.

Источник