Сборка и сварка металла

Обновлено: 19.05.2024

Многим сварщикам приходится заниматься работой не только с различным движимым имуществом, транспортом, но и с металлическими конструкциями. В этой статье начинающие специалисты обнаружат все, что нужно знать о сварке металлоконструкций в различных вариантах и различными способами. Стоит также подчеркнуть, что описание подобной работы немыслимо без указания на специфические приспособления и методы их использования.

Особенности и требования

Сама по себе сварка металлоконструкций распространена очень широко. К таким манипуляциям прибегают и профессионалы, и любители. Но последним также следует обращать внимание на общепринятые в среде специалистов нормы.

В подавляющем большинстве случаев для сваривания металлических конструкций используют открытые газовые горелки или электрическую дугу. Специализированного ГОСТ на этот вид манипуляций не существует. Однако в качестве методических источников можно использовать такие стандарты:

11534-75 и 5264-80 (о ручной сварке электрической дугой);

14771-76 (действия с использованием изоляционного газа);

53-101-98 (изготовление и контроль качества металлоконструкций из стали).

Положения действующих стандартов предписывают проводить работы с металлическими конструкциями только после тщательной очистки от снега, льда, масел, жирных веществ и иных загрязнений.

При обнаружении явных дефектов требуется проводить правку заготовок на специализированных станках. Не допускается правилами производство сварочных работ, если:

обнаружены серьезные трещины и расслоившиеся участки;

плоскость сечений отклоняется от предписанных стандартами уровней критически;

отсутствует необходимая маркировка;

прогибы местного уровня превышают 1 мм на 1 м;

плоскостность привариваемых дополнительно (или используемых для изготовления конструкция с нуля) листов не отвечает положениям ГОСТ 19993.

Базовые нормы расхода материалов можно узнать прежде всего из тематического сборника «Общие производственные нормы расхода материалов в строительстве» (выпуск 30, 1990 год). Но в первом приближении можно провести и общий расчет. Масса металла, наплавляемого на соединение, не должна превышать 1,5% от общей массы обрабатываемого изделия. Расход электродов и других сварочных материалов оценивается по формуле Р = М*К (М — масса, а К — коэффициент от 1,5 до 1,9, приводимый в специальных методических пособиях).

Важно: приблизиться к нормативным или расчетным показателям получится только при условии, что внешние данные и угол расположения будут совпадать с указанными в стандартах.

Вот еще несколько требований:

проверять соответствие свариваемых изделий и их частей положениям проектов по внешнему виду и габаритам;

стараться накладывать швы в нижнем положении (это гарантирует сварщикам безопасность);

контролировать углы свариваемой конструкции;

сводить к минимуму механические напряжения во всем обрабатываемом объеме и на прилегающих участках.

Способы

На крупных промышленных объектах и на больших стройках широко используется автоматическая аппаратура. Такие устройства почти не требуют вмешательства оператора в процесс работы. Обычно настройки задают до начала сварочных манипуляций, и корректировать их придется только в том редком случае, когда что-то не было предусмотрено сразу. Но придется скрупулезно изучать все проводимые манипуляции и тщательно соблюдать технологические карты. В автоматическом режиме чаще всего сварка идет либо по контактной, либо по электрошлаковой методике.

Но в менее ответственных случаях применяют полуавтоматический метод. Сварщики тогда сами, без помощи автомата формируют шов. Зато им не надо заботиться о поступлении электродов и присадочных материалов, разве что только придется разместить заранее эти материалы в подающем устройстве. Подобный режим позволяет нарастить производительность. Качество выполняемой работы не ухудшается (разумеется, если все делать по правилам).

Ручная дуговая и газовая сварка производится только на неответственных металлоконструкциях. Наряду с защитой свариваемой области стабильными газами широко практикуется и использование флюса. В некоторых случаях уместнее оказывается пайка газосварочным аппаратом. Затраты на выполнение единичной работы оказываются довольно велики. Однако для бытового использования такой подход идеален из-за своей простоты и ограниченного состава техники.

Разновидности сварных соединений

Важнейшим критерием разделения сварных соединений является геометрическое соотношение заготовок. В быту чаще всего встречается сварка «встык» (с примыканием в одной плоскости) и «внахлест» (со взаимным перекрытием по краю). Точно сказать, какой из вариантов лучше, нельзя — это зависит прежде всего от выдвигаемой задачи. Суть угловой связки понятна без дополнительных пояснений: соединяемые детали или заготовки образуют определенный угол. А если торец одного изделия касается поверхности другого изделия, то это тавровый тип соединения.

Создать стык проще всего. Для этого по прямой линии полностью проваривают шов. Важно: делать это следует на всю глубину заготовки, если иное прямо не предписано технологией. В некоторых случаях правильнее использовать выводные планки. В кустарных и полукустарных условиях часто соединения проводят, выполняя одностороннюю сварку, а затем доваривая корень шва.

Специальные подкладки ставят там же, где находятся соединяемые кромки. Расстояние между кромками строго нормировано и не терпит произвольных экспериментов. При ручной работе оно составляет не более 0,7 см, а при механизированных манипуляциях — максимум 1,6 см. Толщину подкладки выбирают прежде всего с целью избежать сплошного или частичного прожога. Сделать это можно, учтя используемый режим и выставленный ток.

Угловая сварка труднее уже потому, что такие соединения всегда переживают повышенную нагрузку в сравнении с обычными стыками. Сварщикам приходится учитывать также усиленные растягивающие нагрузки. Рекомендовано использование двустороннего шва с пониженной концентрацией дефектов в верхней грани. Когда вынужденно создают односторонний шов, отказываются от разделки кромок и наплавляют самый минимум металла. Это как раз тот случай, когда полное расплавление по шву противопоказано.

Выбор приспособлений

На этом чертеже показан сварочный стапель длиной 6 м и высотой 0,62 м. В целом сборочно-сварочные средства играют большую роль.

Их подбирают, добиваясь:

уменьшения трудоемкости сборки;

сокращения остаточных деформаций;

увеличения качества конструкций;

облегчения контроля качества (это самые важные соображения при отборе).

В единичных и кустарных производствах чаще всего применяют универсальные инструменты. На крупных предприятиях они тоже востребованы, но там могут использовать и приспособления узкой области предназначения. Универсальные образцы обычно имеют переносное исполнение. Точность их невелика. При помощи мобильных зажимов можно жестко закрепить различные детали, изготавливаемые узлы и целые конструкции.

В последнем случае зажимы являются частью оснастки стендов, стеллажей и прочего дополнительного оборудования. Инструмент, изготовленный в формате струбцины либо болтового фиксатора, позволит собрать деталь произвольного профиля. Чтобы сваривать листовой прокат, нужны скобы зажимного либо клинового типа. Зафиксировать тонкие листы и укороченные детали поможет пружинный фиксатор. Пользоваться прихватами нужно главным образом при изготовлении габаритных металлоконструкций; у сварщиков есть выбор между жесткими и регулирующимися прихватами.

Дополнительно могут применяться:

кондукторы (обеспечивающие сборку и работу в комфортных положениях);

Отдельно стоит рассказать про аппараты для сварки металлических конструкций. Подбор конкретного вида оборудования определяется прежде всего бюджетом потребителя. Знатоки советуют использовать инверторные системы промышленного класса.

Для домашнего использования в основном применяют устройства, рассчитанные на 220 В. В индустриальном сегменте рекомендуется выбирать модели на 380 В.

Технология

Сварка металлоконструкций с применением полуавтоматов подразумевает, кроме самих полуавтоматов, использование баллонного защитного газа, электродов и проволоки.

Подобная методика уместна для сварки самых разных конструкций. Особенно хороша она в строительной сфере. Силу тока задают умеренную, но не слишком малую; как опасение порчи шва, так и стремление быстрее завершить работу стоит отбросить.

Знатоки считают, что при сваривании ответственных конструкций надо ориентироваться прежде всего на нормы ГОСТ для каждого метода работы.

Место будущего шва прогревают как минимум до 20 градусов по Цельсию. Если нет особых требований, надо выполнять простые стыковые и угловые соединения. Стыковые швы полагается проваривать равномерно по длине, если есть малейшая возможность.

Отдельная тема — как рассчитать стоимость монтажа. Тут учитывается уже расход на изготовление подходящих чертежей (который может составлять до 1200 — 1500 рублей в пересчете на тонну металла).

При составлении коэффициентов на сварочных работах могут учитываться такие обстоятельства:

количество соединяемых деталей;

состав применяемого оборудования (есть ли уникальные образцы, или стоит ограничиться массовыми версиями);

свариваемость отдельных материалов;

потребность в дополнительном усилении швов;

сложность исполнения швов;

доступность обрабатываемых мест;

взаимное расположение частей;

подверженность металлоконструкции деформациям;

особенности применяемых аппаратов.

Технологии сварки металлоконструкций

Виды сварки

Сварка металлоконструкций – технология соединения деталей из металла различной степени сложности в единое целое при помощи специального оборудования.

Она может активно применяться в промышленном масштабе на крупных производствах опытными специалистами, а также для выполнения бытовых операций сварщиками-любителями. В любом варианте, соединения металлоконструкций характеризуется определенными особенностями, которые важно понимать при работе.

Требования к сварке металлических конструкций

Процесс сварки в технологическом плане должен обеспечить выполненным соединениям требуемые геометрические параметры, размеры и высокое качество. Конструкция должна получиться прочной и долговечной, а риск ее деформации – нулевым.

Сварка металлических конструкций.

Именно поэтому технология сварки металлоконструкций должна реализовываться с учетом некоторых требований, что во многом определит качество созданных сварных швов:

Если создаются простые соединения без применения кондуктора, а также при создании сложных швов перед включением данного инструмента важно оставить зазор между скрепляемыми деталями.
Тогда при смещении элементов шов не пострадает. Но размеры зазора должны соответствовать допустимой норме, иначе система не будет прочна и долговечна.
При выполнении сварки ответственных металлоконструкций сварщики проверяют строгое соответствие установленной детали своему местоположению, согласно карте.
При поступлении заготовки на стапель стоит подготовить каждую из них к завершающему этапу.
Все детали должны строго соответствовать по виду и размеру, указанным в проекте частям будущей конструкции.
Это позволит сохранить функциональные возможности изделия.
Корневые слои шва при ручном методе выполнения дуговой сварки важно накладывать электродами с диаметром, не превышающим 3-4 мм.
Металлоконструкции при укреплении потребуется располагать так, дабы можно было накладывать швы преимущественно в нижнем положении.
Это необходимо для обеспечения сварщика безопасными условиями работы.
Важно взять под строгий контроль углы металлоконструкции, для чего стоит воспользоваться специальными инструментами и кондуктором.
Все углы между плоскостями должны быть прямыми, если это предусмотрено проектом. Иначе произойдет перекос деталей, что повлечет за собой нарушение целостности механизма, потере им своей функциональности.
Готовая конструкция должна иметь минимальные усадочные напряжения и деформации, для чего сварные работы нужно осуществлять в стабильном режиме с отклонениями от заданных значений величины тока и напряжения на дуге не более ±5 %.

Описанные рекомендации важно учитывать уже на этапе сборки деталей в целостную конструкцию, а не только перед непосредственным выполнением сварочных работ. Особенно, если выбран автоматический режим, при котором не выйдет откорректировать допущенные ошибки.

В целом же, именно этот вид сварных работ и считается наиболее приемлемым, так как при автоматизировании сварных процессов влияние человеческого фактора на качество выполненных швов сводится к нулю.

На заметку! Если при испытании образца на статическое растяжение предел прочности изготовленного шва оказался меньшим, чем предел прочности основного металла, то изделие браковано.

Также важно заварить технологическую пробу в условиях, которые полностью совпадают с условиями сварки конструкций на месте производства.

Если работать сварочным аппаратом придется при низкой температуре воздуха, стоит сварить стыковые образцы перед началом операций при отрицательном температурном режиме, предусмотренном технологическим процессом. Это позволит в дальнейшем провести их механические испытания.

Если нужно выполнить сварные работы с особо ответственными металлоконструкциями из новых марок сталей или с применением новых сварных расходников, мастеру потребуется изготовить контрольные образцы в таком же пространственном положении и с теми же материалами, оборудованием, что и при сварке монтируемых конструкций.

Это позволит сварщику оценить ситуацию со всех сторон перед началом работы и не допустить ошибок в процессе ее выполнения.

На заметку! Качество созданных соединений металлоконструкций во многом зависит не только от мастерства сварщика, но и от качества сварочного аппарата, примененного в работе. Лучше остановить свой выбор на модели известного бренда, качество которого проверено временем.

Классическая технология сварки конструкций из металла

Сварка – уникальный способ получения неразъемных металлических соединений, открывающих человеку широкие возможности по снижению трудоемкости создания и установки металлоконструкций.

Она позволяет использовать рациональные типы сечений в металлоконструкциях, что приводит к снижению показателей металлоемкости в несколько раз, по сравнению с применением иных технологий.

Сегодня сварные работы выполняются с помощью разных методов, но все они создавались на основе знаний о классической технологии. Она проста и может реализовываться, как для бытовых целей, так и в промышленных масштабах.

Углы сварки металлоконструкций.

Если изготавливать сварочные металлоконструкции по классической технологии, потребуется применить следующие источники энергии:

Оба варианта предполагают три метода выполнения сварных швов:

Автоматический

Не подразумевает человеческое вмешательство в процесс выполнения сварных работ. Сварочный аппарат настраивается на актуальный режим функционирования с учетом конкретного вида выполняемой операции единственный раз перед началом работы.

Поэтому важно понимать основную цель приобретения сварного оборудования при выборе в магазине. Используя автоматический режим, можно применять контактную и электрошлаковую сварку.

Полуавтоматический

При использовании данного метода сварные швы формируются вручную, а электроды подаются в автоматическом режиме. Такое положение дел позволяет повысить производительность работы без ущерба для качества создаваемых металлоизделий.

При полуавтоматической сварке можно применить газовый флюс, неплавкие электроды, сварочную проволоку.

Ручной

Все действия методом ручной дуговой сварки осуществляются сварщиком без применения автоматизированного оборудования: от контроля подачи электрода до формирования самого соединения.

Зачастую при ручном режиме применяют обыкновенную сварку под флюсом, электродуговую сварку или пайку газосварочным устройством. Данный метод рационально использовать в бытовых целях, а не на крупном производстве, потому что он чрезмерно затратный и характеризуется низкой производительностью.

На заметку! Полуавтоматический метод дуговой сварки металлических конструкций наиболее востребован на отечественном рынке. Он активно применяется в строительстве при монтаже железобетонных строений, в машиностроении при конструировании автомобилей, а также в быту.

Инновационные сварочные технологии

Со временем классический метод выполнения сварных работ совершенствовался, опытные специалисты разрабатывали инновационные способы соединения металлических деталей в единую конструкцию: сварка с применением лазерных установок, ультразвука, теплового эффекта и т. п.

Подобные новаторские идеи могут помочь сварщику в работе, облегчив выполнение некоторых задач и ускорив весь процесс сборки металлоконструкций в целом. По этой причине и сегодня в этой области не прекращаются научные разработки и исследования.

Способы сварки металлоконструкций.

Также применение инновационных технологий выполнения сварных работ позволяет сварщику получить ряд преимуществ:

снизить показатели коробления металла;
повысить скорость выполнения работы;
сократить расходы зачистку сварного шва;
снизить траты на закупку расходных материалов;
выполнять соединения тонколистового металла.

Особенно интересны, с точки зрения продуктивности, качества полученных швов и экономичности, следующие технологии сварки:

Электронно-лучевая сварка применяется при работе с глубокими соединениями – до 20 см, но только при условии определенного соотношения ширины шва и глубины погружения инструмента – 20:1.
Процесс формирования шва осуществляется в вакууме, поэтому использовать такую технологию в быту практически невозможно. Она применяется в сфере узкопрофильных производств.
Термитная сварка подразумевает нанесение особой смеси на контуры соединения деталей в процессе горения.
Технологию применяют для ответственных конструкций из металла в готовом виде, когда с помощью наплавки металла надо устранить имеющийся дефект в виде трещины или скола.
Плазменная сварка подразумевает применение ионизированного газа, проходящего сквозь электроды с высокими сварочно-техническими характеристиками и выполняющего функцию дуги.
Технология имеет более широкие возможности применения по сравнению с электронным типом, так как позволяет выполнить сварщику резку и сварку металлической конструкции с любой шириной металла.
Орбитальная аргонодуговая сварка с помощью вольфрамового электрода применяется для работы со сложными деталями из металла.
Например, для неповоротных стыков труб с диаметром 20-1440 мм. В процессе работы активирующий флюс наносится 1 г/м шва. Это позволяет решить ряд важных технологических задач: уменьшить объем и вес сварной ванны за счет ведения операций пониженным током; благодаря давлению дуги на жидкий металл шов получается качественным в любом пространственном положении; сварку можно автоматизировать без разделки кромки.
Щадящие технологии сварки в смесях защитных газов Ar+CO2 и Ar+O2+CO2.
При использовании такого метода выполнения сварочных работ можно получить более качественные соединения при сравнении со сваркой в СО2. При этом актуальный объем расходных материалов сократиться на 20 % за счет резкого снижения набрызгивания электродного материала, а переход к свариваемым частям металлоконструкции станет плавным.

На заметку! Каждая из них имеет ряд недостатков, отличается своеобразными особенностями и принципами осуществления, которыми важно овладеть до начала применения на практике.

Современная наука многогранна и непредсказуема.

Она предоставляет человеку возможности применить на практике достоинства нано-технологий, поэтому ближайшее будущее сварочных операций представляется связанным с совершенствованием схем компьютерного управления сваркой, а также применением новых сварных материалов.

Заключение

Если соблюдать все требования к сварке металлоконструкций, можно получить высококачественные швы: долговечные, прочные и стойкие к воздействию. Использовать при этом можно как классический вид сварки, так и новые технологии.

Несмотря на то, что они в большей степени касаются профессионального уровня сварки, но при желании развивать свои навыки в этой сфере, ознакомиться с такой информацией будет не лишним и для новичка в подобных вопросах.

Все о сварке металла

Знать все о сварке металла крайне полезно не только для самих сварщиков и организаторов производства. Даже самые обычные люди порой выступают в качестве заказчиков, и тогда им необходимо понимать, какие бывают виды сварки и подготовка к работам, как проводится сварка оцинкованных цветных металлов, как выполняется сварка толстого металла и заготовок другой толщины. Наконец, бывает необходимо даже вникать в особенности порошкового и других видов сварочного процесса.

Особенности

Разумеется, любая сварка металла, даже любительская, должна ориентироваться на ГОСТ и его требования. Ведь эти положения созданы не просто так, а в результате обобщения колоссального опыта. Пользоваться сварными соединениями люди начали еще в глубокой древности. Правда, тогда единственным вариантом их выполнения являлся огневой нагрев металла в кузнице. Сварочные работы проводятся как с целью ремонта готовых изделий, так и для их получения.

Сегодня значение сварки стало намного больше, чем когда-либо ранее. Подобный метод применяется:

в строительстве;
в промышленности;
в создании трубопроводов;
при возведении заборов;
в автомобильном ремонте;
в починке отопительных приборов и магистралей.

Правильная сварка позволяет:

существенно сэкономить металл (по сравнению с другими способами соединений);
уменьшить трудоемкость выполняемых работ;
сократить себестоимость;
изготовить сложносоставные конструкции даже за ограниченное время;
сократить расходы на технологическое оборудование;
организовать при необходимости автоматизированное производство;
применять самые разные материалы, в том числе присоединить металл к неметаллическим конструкциям;
изготавливать даже мелкие детали и элементы;
обеспечить солидную герметичность и стойкость к износу.

Но рассказ об основах сварки не позволяет умолчать и об ее недостатках, таких как:

засорение воздуха;
необходимость расходовать электричество и/или различные газы;
вероятность возникновения трещин на швах;
неизбежное ослабление (шов всегда менее крепок и стабилен, чем целый металл);
вероятность деформации металла из-за швов;
вероятность появления остаточных напряжений при неоднородном нагреве.

Обзор видов

Классическим методом горячей сварки является соединение металла встык. В этом варианте обеспечивается примыкание двух частей (конструкций) торцами. Подобный подход достаточно прост и дешев, выполняется без лишних проблем. Это решение оптимально даже для стыков, которые сталкиваются с непрерывными механическими напряжениями. Толщина металла при стыковой сварке не увеличивается, что делает ее отличным выбором для ответственных работ, в том числе для транспортного машиностроения.

Но иногда применяется другой способ — соединение внахлест. Чаще всего он нужен, когда сваривают точечно, контактом. Кромки разделывать не потребуется, однако сами они должны быть тщательно разделаны. Торцы кромочных частей и прилегающие к ним участки обязательно освобождают от жира.

Процедура не вызывает особых проблем, если можно «кантовать» обрабатываемые изделия.

Однако надо учитывать:

определенный перерасход металла;
повышенную затрату электродов или сварочного газа;
недостаточную, по сравнению со стыковым исполнением, прочность.

Художественную сварку тоже было бы глупо обойти вниманием. Эта процедура применяется для создания мебели и различных декоративных предметов. Но ее могут использовать и в производстве практичных бытовых вещей, которые должны иметь подчеркнуто дизайнерский вид.

Чаще всего речь идет о:

журнальных и прикроватных столиках;
изящных заборах;
стульях;
вешалках;
обувных стойках;
арках;
орнаментных деталях для украшения интерьера;
сувенирах.

Давлением

Важным подвидом сварки давлением является ультразвуковая обработка. Но в бытовых условиях чаще применяют другой вариант — соединение при помощи состава «холодная сварка». Предварительно проводится пластическая деформация зоны крепления. Общее между различными методиками и различными химическими составами «холодного соединителя» – отсутствие прогрева поверхности. Оригинальным видом сваривания давлением является, между прочим, сварка взрывом.

Пластическая деформация в таком варианте происходит, разумеется, очень быстро. Также она неизбежно сопровождается разогревом обрабатываемой поверхности. Стоит упомянуть также магнитно-импульсную методику. Она подразумевает сталкивание (соударение) деталей, приводимых в движение импульсами магнитного поля.

Сваривание давлением востребовано и в производственной, и в ремонтной сферах.

Плавлением

Именно к этому разряду относится всем известная электродуговая сварка. Электрическая дуга может создаваться постоянным либо переменным током. У этих вариантов есть как преимущества, так и недостатки. Когда торец электродного инструмента и кромки деталей плавится, формируется шлаковая ванна, которая какое-то время остается в расплавленном виде. Соединение формируется, когда ванночка затвердевает, для работы нужны плавкие или неплавкие электроды.

Весьма ценная альтернатива — электрошлаковая методика. Флюс непрерывно поступает в ванну. Для работы может применяться пластинчатый, проволочный электрод либо плавкий мундштук. Встречаются колеблющиеся и не имеющие колебаний электроды. Допустимая толщина стыков составляет от 1,5 до 60 см.

ацетилена;
бутана;
водорода;
пропана;
бензиновых паров.

Большое значение сегодня имеет и плазменная сварка. Ионизация газа происходит при температуре от 5500 градусов, что существенно повышает требования к оборудованию. Подобная методика, как и электронно-лучевая, востребована в приборостроении, авиастроении, в сваривании вольфрама, никелевых сплавов, нержавеющих сталей. Электронно-лучевой способ подразумевает преобразование кинетической энергии движущихся электронов в тепловую энергию. Она-то и плавит металлы.

Термомеханическая

Суть очень проста: давление сочетается с тепловым воздействием. Этот подход позволяет сформировать особо устойчивую межатомную связь, несмотря на ограниченный расход тепла. Подобная методика — та самая, которую использовали еще древние кузнецы. Термомеханическая сварка, однако, может быть выполнена и контактным способом. В этом случае сначала прогревают изделия, пока они не станут гибкими, а затем подвергают пластическому деформированию, есть при этом следующие подвиды:

точечный;
стыковой;
рельефный;
шовный.

Оборудование и материалы

В промышленности, конечно, используют сварочные станки высокого класса. Но этим ограничиться нельзя. При термической сварке применяют присадочные элементы — электроды и металлические прутки. Получать тепло помогает иногда горючий газ, термит (специфическая смесь горючих веществ). В газовом варианте чаще всего применяют пропан и ацетилен, для заполнения шва используется присадочный пруток.

Самый массовый в мире способ — электродуговая сварка. Помимо самих аппаратов, трансформаторов, источников тока для нее нужны электродные инструменты. Ручную дуговую сварку чаще всего ведут плавящимся электродом. Он обязательно должен быть покрыт особой обмазкой.

При использовании неплавких электродов нужна аргонодуговая методика, поскольку только защитный газ позволяет изолировать свариваемую область.

Потому необходимо использовать:

специальные баллоны;
регуляторы поступления газов;
особые магистрали.

Лазерная сварка может проводиться в самых труднодоступных участках — однако для этого придется использовать специальные призмы. Именно они точно направляют луч основной установки в заданное место. Электрошлаковую методику можно применить, если использовать специальный проводящий ток флюс. Дополнительно понадобится присадочная проволока. Что касается термитного варианта, то он подразумевает применение комбинации магния, алюминия и металлической окалины, которую сжигают в жаропрочном резервуаре.

Подготовка

Для зачистки металла перед сваркой рекомендуется использовать угловые шлифовальные машины и жесткие щетки. При дуговой и электронно-лучевой методике величина участка, на котором удаляют загрязнение, составляет примерно 0,5 см от создаваемого шва. Если толщина соединяемых деталей равна 5-20 мм, то расчетный показатель зачищаемой зоны — не меньше этой толщины. Если варят листовой прокат толще 36 мм, то придется дополнять визуальный контроль ультразвуковой дефектоскопией.

Когда изделия деформированы, перед тем как браться за сварочный инструмент, необходимо произвести правку. Для этой работы применяют кувалды и молотки. В промышленности применяют листоплавильные валки и мощные прессы. Разметку и пространственную подготовку производят с помощью:

рулеток;
линеек;
штангенциркулей;
оптических разметно-маркировочных машин;
систем для мерной резки.

Перед тем как сваривать любые металлические изделия самой разной толщины, придется внимательно вычищать поверхность. Максимальное внимание надо уделять очистке контактной площадки. Достаточно даже небольшого количества влаги, ржавчины, маслянистых включений, чтобы шов был ухудшен необратимо. Обязательно проверяют стыки и кромки. Важно знать и то, как резать изделия из листового металла. Эта работа может быть выполнена даже самыми обычными электродами. Но правильнее применять изделия специального типа (ОЗР). При разделительной резке листы ставят так, чтобы расплав вытекал беспрепятственно. Электрод ведут под прямым углом к плоскости металла. Часто в быту приходится сваривать оцинкованную сталь (в просторечии оцинковку).

Обязательным условием является прогрев до температуры свыше 1000 градусов. Приходится учитывать неизбежное засорение воздуха парами цинка. Они могут поражать и сам обрабатываемый металл. Потому стандартная технология подразумевает использование мощной общей вентиляции и тщательной вентиляции рабочей зоны.

Научиться сварке цветных металлов и сплавов не сложнее, чем освоить работу с черным металлом.

Алюминий и его соединения обычно обрабатывают электродуговым способом. Может использоваться, к примеру, открытая и закрытая дуга. При газовой защите рекомендовано брать аргон первого и второго классов. Также могут использовать аргоно-гелиевую смесь. Ручная дуговая сварка подразумевает применение особых установок (УДГ и подобных устройств).

Для работы с изделиями из толстого металла наиболее предпочтительны электродуговая и электрошлаковая методики. Они позволяют отказаться от использования дорогих расходных материалов. В электрошлаковом варианте формируют исключительно вертикальные швы, которые идут снизу вверх. Между соединяемыми листами нужно оставлять промежуток, обрабатывать стыки не потребуется. Наибольшая толщина — 0,6 м, всю работу надо сделать за один проход.

Для ускорения работы часто применяют проволоку из порошкового металла. К тому же подобный метод гарантирует повышенное качество шва. Определение массы наплавленного вещества производится сообразно:

классу манипуляций;
типу материала;
категории используемой проволоки;
необходимым требованиям к формируемому шву.

В ряде случаев возникает необходимость сделать отверстие в свариваемом изделии. Лучше всего сделать это при помощи инверторного аппарата. Прорезание отверстий даже проще, чем сама сварочная работа. Предсказуемо рекомендуют использовать уже упомянутые электроды ОЗР. После разжигания дуги настраивают подходящую силу тока.

Края размечают при помощи химического карандаша. Мелкие отверстия (до 2 см в разрезе) формируют сразу. При большом объеме работы рекомендуется сначала прорезать дырку небольшой величины и затем ее расширять. Стоит учитывать, что электродная резка не может обеспечить идеально ровных линий. Если это критично, правильнее использовать плазменное оборудование.

Иногда становится нужна и сварка каленого металла. Надо понимать, что она грозит появлением большого числа трещин и иных деформаций. Присадочный материал должен быть той же марки, что и основное изделие. Проще всего выполнить работу ручным способом со специальными электродами. В промышленных масштабах предпочтительна электродуговая сварка с аргоном.

Возможные проблемы

Иногда сварщики жалуются, что металл прожигается или прогорает. Ставить слишком большой ток нецелесообразно — иначе получится так, что изделия не варят, а режут, по сути. Тонкие образцы правильнее обрабатывать инвертором. Важно: не стоит лишний раз использовать длинные переноски. Из-за них мощность аппаратов чрезмерно падает.

Иногда возникает пространственная деформация — или, как говорят профессионалы, металл ведет. Компенсировать это можно при помощи предварительного разогрева. В некоторых случаях можно делать сварочные работы в «кондукторах». Также возможны иные проблемы:

трещины;
пустоты;
различные поры;
твердые вкрапления;
несплавленные участки;
места непроваров.

Техника безопасности

В процессе плавления металл накаляется примерно до 1000 градусов, а иногда и больше. Приходится защищаться как от ожога, так и от электрического тока, и от горючих газов. Потому сварщики обязательно надевают защитную спецодежду и маски, даже если им надо «всего лишь» заваривать мелкую трещину. Нельзя надевать какую-либо одежду из горючих материалов, а также синтетических тканей. Наилучшим выбором для защиты рук являются замшевые или сделанные из спилка перчатки.

Важно: нельзя применять самодельные маски и щитки, даже небольшая щель сильно ухудшает защитные качества. В любом случае рекомендуется применять полностью заземленное электрооборудование. Освещение рабочей зоны должно производиться в идеале приборами на 12 В. Холостой ход применяемого оборудования должен производиться при напряжении максимум 90 В.

Все сварочные аппараты должны быть подсоединены к обособленному электрощитку и системе защитного отключения.

В норме провода для сварочных аппаратов должны быть максимум 10 м в длину. Соединение оборванных сетевых кабелей производится только особой муфтой. Работая на улице, придется ставить аппараты под навесы или даже в крытые павильоны. Если начинается сильный дождь или даже слабый снегопад, варить металл нельзя. Перед началом работы требуется внимательно проверять исправность изоляции всех проводов и аппаратов.

Сварочные работы в закрытых помещениях могут выполняться только при работающей приточной вентиляции. Даже при таком условии следует выполнить предварительное проветривание. В сырых местах придется использовать резиновые коврики. Перед сваркой на высоте необходимо получать наряд-допуск, а также использовать защитное страховочное снаряжение. За работающими на высоте должны наблюдать помощники.

В следующем видео вас ждет сварка тонкого металла электродом.

Подготовка металла под сварку

Подготовка деталей к сварке - первый необходимый этап сварочного процесса. Можно применять дорогое оборудование, соблюдать все правила технологии, но, если на металлических поверхностях останутся лишние частицы, ржавчина, пятно масла, то это приведет к образованию дефектов. Подготовка сварного соединения включает в себя также разделку кромок, разметку поверхностей и их надежную фиксацию.

Необходимо помнить, что проще выполнить подготовку к сварке, чем потом решать трудоемкую задачу по ее переделке, которая к тому же не всегда является успешной.

Правка

При хранении и транспортировке части будущего сварного соединения могут потерять свою форму. К искажениям относятся:

вмятины;
выпучивания;
коробление;
волнистость;
искривления.

Исправляют металл в холодном виде и при нагревании. Исправления нагретого металла проходят легче. Выполнять правку можно машинным способом и вручную. Машинный способ применяют в промышленности. Ручную правку удобно проводить, используя наковальню. Подходит и стальная или чугунная плиты большой толщины.

Для осуществления процесса правки необходимо подготовить слесарный инструмент. Возвращать исходную форму, прежде всего, можно при помощи молотка. Однако, подойдет не любой, а изготовленный из мягкого материала. В некоторых случаях можно использовать даже резиновый. Форма бойка предпочтительно круглая - квадратная оставит на металле следы. Поверхность бойка должна быть отполированной. Кроме молотка можно использовать деревянную или металлическую гладилку.

Выпуклость и волнообразность исправляют, ударяя по краям и постепенно двигаясь к центру. По мере приближения к центральной части ударяют чаще, но силу ударов уменьшают. Для корректировки тонких изделий целесообразно применять бруски-гладилки. Правка закаленного металла осуществляется рихтованным молотком.

Разметка

Подготовка металла под сварку включает в себя приведение в соответствие размеров деталей с указанными в чертежах. Прежде, чем приступать к резке, необходимо их разметить. Для разметки применяется острый предмет, мел, ручка, тонкий фломастер, карандаш. Из инструментов также понадобятся линейка, рулетка, угольник, штангенциркуль. При крупном производстве используются шаблоны.

Кроме контура деталей на металлической детали отмечают места сгибов.

Резка

Это является одним из самых важных этапов подготовки к металлу к сварке. Отрезанный в сторону уменьшения металлический элемент можно сразу отнести к браку. Хорошо еще, если существует возможность использовать его для других целей. Не слишком удачно, если требуется корректировка в несколько миллиметров, поскольку выполнить такой процесс достаточно трудно.

Инструменты для разрезания:

ножницы по металлу;
гильотина;
болгарка.

Для толстых деталей можно использовать сварку. Для этого надо расплавить деталь, а потом удалять металл, чтобы получался не шов, а сквозное отверстие. Если двигаться по намеченной линии, получится разрез, хотя и не слишком аккуратный. Термическая резка применима для деталей различной конфигурации. Находят широкое применение дуговая сварка, кислородный резак.

В промышленном производстве применяют отрезные станки.

Зачистка

Подготовка металла к сварке включает его зачистку. Невыполнение этого этапа приведет к образованию дефектов. Даже небольшие частички грязи могут вызвать растрескивание детали, появление в структуре сварного шва пор, возникновению в металле очагов напряжения.

Очищение металлических поверхностей - это самый легкий подготовительный процесс, но очень важный. Особо сложных инструментов при этом не потребуется. Применяются щетки из металла, болгарки. На производстве к этому процессу подходят более серьезно и используют дробеструйные и пескоструйные аппараты.

Не следует забывать о необходимости удаления ржавчины, а также оксидной пленки, образование которой получается при контакте металла с кислородом воздуха. Для удаления следов краски и масляных пятен деталь небольшого размера можно погрузить в емкость с растворителем. Металлическую поверхность перед сваркой необходимо просушить.

Подготовка кромок

Для улучшения условий сварочного процесса производится обработка кромок изделия. Особенно это важно при сваривании толстых изделий. Подготовка кромок под сварку может производиться термическим и химическим способами. Результатом обработки является приобретение формы, способствующей лучшему соединению деталей. Разделка увеличивает ширину шва.

В промышленности используются фрезерные станки, специальные кромкострогальные, пневматические зубила, пламенная резка. Более простые варианты - шлифовка и вырубка. Для механической разделки применяют ножницы по металлу, болгарку, зубило, напильник. Главными параметрами являются скос, угол разделки, ширина зазора, величина притупления. Скос образуется при снятии под углом или закруглением части металла.

Если сварка производится под углом, то разделку кромок можно проводить только при толщине деталей больше 3 см. Важную роль наличие скоса играет, когда свариваются детали разной толщины. Иногда приходится прибегать к притуплению кромок. Это целесообразно, если они имеют на конце острую форму. Иначе это может вызвать образование прожогов, деформацию шва, создание дополнительного напряжения, уменьшение прочности соединения.

Разделки бывают только с одной стороны или двухсторонними. Различные типы скосов используют для разных соединений:

Односторонний скос одной или обеих кромок имеет вид буквы "V". Применяется в большом диапазоне толщин. Является наиболее популярным. При разделке обеих кромок угол составляет 60 градусов, а только одной - 50.
Двухсторонний скос обеих кромок напоминает букву "X". Применяется для изделий, имеющих толщину 10-60 мм. Угол - 60 градусов.
Скос в виде буквы "U" выполняется с одной стороны. Такую криволинейную форму используют для металлов с толщиной 20-60 мм. Для начинающих способ является сложным.
Скос в виде буквы "К" применяют редко. В этом случае для одной из кромок делают двухсторонний скос, а для второй - односторонний.

Обозначение на чертежах скоса "β", а угла раскрытия "α". Скос не должен иметь перепадов. Для контроля разделки могут применяться шаблоны.

Отдельный вариант - подготовка кромок под сварку труб. При этом процессе необходимо осуществлять контроль перпендикулярности торца трубы к ее оси. Требования изложены в нормативном документе РД 153-34.1-003-01. Общий угол раскрытия, образованный двумя круговыми кромками обеих труб - 60-70 градусов. Притупление делают на размере 2-2,5 мм.

Подготовка труб к сварке предполагает градацию согласно толщине стенок свариваемых труб. При небольшой величине применяются скосы, имеющие V-образную или X-образную форму. При более значительной толщине делают U-образный скос.

Подготовка труб под сварку предполагает также выбраковку. Сваривание недопустимо, если разница внутренних диаметров приготовленных для сваривания труб составляет более 3 мм. Если торцы имеют механические дефекты, то их подрезают.

Гибка

Подготовительно-сварочные работы включают при необходимости гибку металлов. Если детали имеют форму листов или полос, то находят применение листогибочные машины. Детали с профилем сгибают с помощью специальных прессов.

Если необходимо сделать сгибание небольшого диаметра, а также при большой толщине, то рекомендуется предварительный нагрев. Это сделает металл более податливым и усилий потребуется меньше.

Фиксация

Подготовка деталей под сварку включает их надежную фиксацию друг с другом. Это обеспечит правильное положение при сварке и убережет от их сдвига. Методом, гарантирующим надежную фиксацию, служит выполнение прихваток. Под этим понимаются небольшие швы, выполненные поперек соединения деталей.

Размер их сечения имеет ограничение - оно не должно превышать половины ширины шва. Длина каждой прихватки не более 2 см. Сборка трубопроводов предполагает выполнение более длинных прихваток. Расстояние между ними составляет от 10 до 80 см в зависимости от длины шва. Величина шага зависит также от толщины материалов. Для коротких швов применятся точечное соединение на их краях. Высота прихваток не должна быть слишком большой.

Маленькие швы предотвращают смещение деталей в соединениях, сохраняют постоянство величины зазора между ними и придают конструкции дополнительную жесткость. Особенно это важно для крупных соединений. Прихватки выполняются за один проход.

Прихватки делятся на временные, которые после выполнения сварочного шва удаляют, и те, которые остаются. Выполняют их на оборотной стороне соединения. Перед началом процесса необходимо сделать такую же очистку поверхностей, как и для выполнения основного шва.

Сборка изделий

Подготовка поверхности металла под сварку заканчивается их сборкой. Точность взаимного расположения будет влиять на качество соединения. Перед началом сборки проверяют все детали на соответствие их размеров требованиям чертежей. Для сборки могут использоваться шаблоны, а при серийном производстве используются кондукторы, которые облегчают процесс сборки.

Сборка под сварку проводится на специальных стендах. Допускается применение подпорок и струбцин. По мере формирования шва их убирают.

Подготовка оборудования

Помимо приведения в порядок металлических поверхностей необходимо позаботиться об оборудовании для сварки. Подготовка к работе сварочного полуавтомата или других аппаратов заключается в проверке их работоспособности и установке выбранных режимов.

Интересное видео

Читайте также: