Положение электрода при ручной дуговой сварке

Обновлено: 19.05.2024

Ручная дуговая сварка покрытым электродом это – дуговая сварка, при которой возбуждение дуги, подача электрода и его перемещение производятся вручную, защита сварочной ванны обеспечивается расплавлением и разложением компонентов покрытия.

Сварка покрытыми электродами наиболее распатроненный в России способ сварки, занимает самый большой объем в сравнении другими методов сварки. Способ позволяет производить сварку практически любых конструкций и деталей разной сложности, в труднодоступных местах, при разных пространственных положениях сварного шва .

Качество сварных соединений, выполненных ручной дуговой сваркой нельзя гарантировать без строгого соблюдения технологии сварки и операционного контроля за всеми процессами. Начиная от входного контроля материалов сварочных и основных, проверки квалификации сварщиков, соблюдения режимов сварки и окончательного контроля готового сварного соединения.

РД – ручная дуговая сварка;

MMA – Manual Metal Arc (Welding) – ручная металлическая дуговая сварка;

SMAW – Shielded Metal Arc Welding – металлическая дуговая сварка в защитной атмосфере;

E – международный символ ручной дуговой сварки.

Сущность ручной дуговой сварки покрытыми электродами

При ручной дуговой сварке покрытыми электродами дуга возбуждается при касании электродом свариваемой детали, в результате замыкании электрической сварочной цепи.

В процессе сварки покрытый электрод подается к свариваемой детали по мере плавления электрода и перемешается вдоль соединения с поперечными колебаниями для придания заданной формы и размеров шва.

Движения покрытым электродом при сварке

В процессе ручной дуговой сварке происходит плавление покрытия и электродной металлической проволоки. Расправляющееся покрытие образует шлак и выделяются газы. Шлак обволакивает капли расплавленного металла, появляющиеся при плавлении стержня электрода. В ванне шлак всплывая на ее поверхность, образует защитный слой, предохраняющий металл от взаимодействия с атмосферным воздухом. Кроме того, поднимаясь на поверхность сварочной ванны, шлак очищает расплавленный металл от вредных примесей. Образующиеся при расплавлении покрытия сварочные газы вытесняют воздух из зоны сварки и, тем самым, защищают сварочную ванну от взаимодействия с кислородом и азотом.

Жидкий шлак затвердевает и образует на поверхности шва твердую шлаковую корку, которая удаляется после сварки. То есть, компоненты входящие в покрытие сварочного электрода обеспечивает защиту сварочной ванны и застывающего металла сварного соединения от реакций с атмосферными газами и очистку металла в процессе химических реакций происходящих в сварочной ванне.

Покрытыми электродами применяют для сварки сталей, чугунов и цветные металлов различной толщины. Так же покрытые электроды используется для наплавки с целью восстановление изношенных деталей и получения покрытий со специальными свойствами главным образом антикоррозионных и износостойких.

Перемещение сварочного электрода вдоль сварного шва и его подачу в зону сварке по мере его расплавления производит сварщик. В связи с этим стабильность процесса и качество сварки зависит от квалификации сварщика и его зрительно моторной координации, так как изменятся длина дуги, наклон электрода, скорость его перемещения, что приводит к изменению параметров режима — напряжения дуги и силы сварочного тока. При ручной дуговой сварке покрытыми электродами для обеспечения стабильности режимов сварки используют источники сварочного тока с крутопадающими вольт-амперными характеристиками.

Преимущества ручной дуговой сварки:

применение ручной возможно в различных, самых неудобных пространственных положениях;
сварки может производится в трудно доступных местах;
универсальность способа, возможность сваривать изделия различной конфигурации;
применимость к широкому диапазоны различных марок сталей;
высокая мобильность.

Недостатки способа:

мало высококвалифицированных сварщиков;
невозможно гарантировать качество сварного соединения;
невысокая производительность сварки;
неблагоприятные условия труда.

Рациональные области применения:

сварка металлоконструкций, трубопроводов;
рационально использовать при сварка коротких швов.

Технология ручной дуговой сварки покрытыми электродами

Технология ручной дуговой сварки включает в себя следующие операций: разделку и подготовку сварочных кромок, возбуждение сварочной дуги, перемещение электрода в время сварки, порядок наложения сварных швов в зависимости от марки материалов и конструкции сварных соединений.

Ручная дуговая сварка требует качественной подготовки кромок и прилегающий поверхности свариваемых деталей. Механическую обработку и зачистку, свариваемых деталей выполняют на станках или вручную. Свариваемые кромки зачищают до металлического блеска, не должно быть следов ржавчины, рыхлого слоя окалины грязи, масляных пятен, потому что недостаточно качественная подготовка приведет к дефектам и как следствие уменьшению прочностных характеристик сварного соединения. Обязательной зачистке подлежат свариваемые кромки и прилегающая к ним поверхность металла шириной не менее 20 мм;

Форма подготовки кромок под ручную дуговую сварку покрытыми электродами устанавливается стандартами на конструктивные элементы сварных соединений в зависимости от толщины деталей. Угол скоса кромок, притупление и зазор между соединяемыми деталями должны быть равномерными и не выходить за пределы установленных допусков.

Конструктивные элементы сварных соединений

Сборочно-подготовительные работы следует проводить в таком порядке, чтобы конструкция располагалась удобно для работы и проведения сварки в нижнем положении. Все изделия, поступающие на сборку, должна проверятся на соответствие чертежам и правильности подготовки кромок под сварку. Для предотвращения в процессе сварки деформаций сборку следует проводить на прихватках или в жестко закрепленных кондукторах. Для прихватки применяются те же электроды что и для сварки если иное не оговорено в технической документации. Длина прихваток должна быть не менее 50 мм с шагом не менее 500 мм. Для избежания дефектов в конце сварки необходимо использовать выводные планки.

Зажигание сварочный дуги производится двумя способами, сварщик касается концом покрытого электрода до поверхности свариваемого изделия, или чиркает концом электрода по поверхности металла и быстро отводит его в сторону примерно на 2-4 мм. Так возбуждается дуга. При сварке длину дуги следует поддерживать постоянной, минимально возможной, для чего сварщик подает покрытый электрод по мере его плавления. Слишком длинная дуга не обеспечивает необходимой глубины проплавления основного металла, идет чрезмерно сильное разбрызгивание металла, и плохая защита от атмосферного воздуха, в результате возможно образование недопустимых дефектов. Короткая сварочная дуга обеспечивает, мелко капельный перенос металла, покрытый электрод расплавляется равномерно процесс сварки идет более стабильно чем при длинной дуге.

Если сварочная дуга обрывается, следует зачистить место обрыва. Возобновлять сварку следует отступив от места обрыва 5 — 10 мм на ранее наплавленный валик, и тщательно заварить кратер образовавшийся в месте обрыва.

При сварке электрод нужно держать под определенным углом к свариваемым деталям. Наклон электрода зависит от пространственного положения, толщины и марки основного металла, диаметра электрода его вида и толщины покрытия.
Сварку можно вести слева направо, справа налево,
от себя и к себе. Независимо от направления сварки электрод должен быть наклонен к оси шва так, чтобы основной металл проплавлялся на наибольшую глубину и правильно формировался шов.

Во время сварки следуют соблюдать режимы сварки установленные в технической документации.

Режим ручной дуговой сварки покрытыми электродами

Режим ручной дуговой сварки включают следующие параметры:

величина сварочного тока;
род и полярность сварочного тока;
диаметр покрытого электрода;
напряжение дуги;
скорость сварки;

Выбор величины сварочного тока зависит от разных параметров — диаметра покрытого электрода, вида его покрытия и пространственного положения шва. Величина сварочного тока предопределяет производительность сварки (количество металла, наплавленного за единицу времени) и глубину провара.

При малом токе количества выделяющегося тепла, может быть недостаточно, чтобы расплавить сварочные кромки или ранее наплавленные валики, что может привести к несплавлению и непровару, что приведет к браку.

При слишком большой величине сварочного тока, электрод и основной металл будут быстро сильно плавиться, что может привести к прожогу и наплывам, которые являются недопустимыми дефектами.

На упаковке с покрытии электродами содержатся рекомендации завода изготовителя по выбору сварочного тока, но можно воспользоваться и формулой для расчета:

I — сварочный ток,

D — диаметр электрода.

С учетом толщины стенки свариваемых деталей и пространственного положения шва при сварке, значение сварочного тока поправляют: при сварке деталей толщиной до 3 мм. и при вертикальных и потолочных положениях шва, значение сварочного тока должно быть уменьшено на 10-15% ниже заданного.

Форма и размер шва зависят от рода и полярности тока, которые выбирают в зависимости от типа электродного покрытия, марки и толщины основного металла. При постоянного тока обратной полярности количество теплоты выделяющиеся на электроде на 20-40% больше, чем на основном металле и наоборот при сварке на прямой полярности, количество теплоты больше выделятся на основном металле.

Так при сварке переменным током глубина проплавления будет на 15-20 % меньше по сравнению со сваркой на постоянным током обратной полярности.

Диаметр электрода выбирают в зависимости от толщины свариваемых деталей, марки стали, формы разделки кромок, пространственного положения, в котором осуществляется сварка, и вида сварного соединения. Применение покрытых электродов большего диаметра не рекомендуется, поскольку это приводит к возникновению ряда дефектов, непроваров и зашлаковыванию сварного шва. Лучше использовать электроды диаметром 3-4 мм. Когда толщина металла превышает 12 мм и сварку ведется в нижнем положении, можно применять электроды диаметром 4-5 мм.

При сварке в других вертикальных, горизонтальных и потолочных швов а также корня шва следует использовать электроды диаметром не более 3 мм, при сварке заполняющих слоев и облицовочного, можно применять электроды диаметром до 4 мм.

В зависимости от прочностных и других механических характеристик свариваемых сталей выбирают электроды соответствующего типа и марка.

В процессе ручной дуговой сварки электрод должен совершать определенные поступательно колебательные движения, смотрите рисунок выше.

Если перемещать электрод исключительно в направлении сварки без поперечных колебательных движений, то наплавленный валик будет узким (ниточным). Такой способ применяется при сварке тонколистового металла, и подварке дефектов, а также при сварке когда не допускаются большие тепловложения.

Число слоев шва при сварке

Толщина отдельного слоя не должна превышать 3…5 мм. Последними проходами создается небольшая выпуклость шва высотой 2-3 мм над поверхностью основного металла.

Количество слоев шва при сварке стыковых и уголовных соединений:

О технике ручной дуговой сварки читайте в статье Техника ручной дуговой сварки покрытыми электродами

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

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.

Для улучшения качества и увеличения скорости работ, вы всегда можете воcпользоваться нашими сварочными столами собственного производства от компании VTM.

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:

Законтачить электрод к металлу, чтобы разжечь дугу.
Сделать несколько прихваток по направлению от середины к краям. Они располагаются на приблизительно одинаковом расстоянии, а количество зависит от длины стыка.
Формировать шов по направлению от нижней точки к верхней.
Следить за тем, чтобы расплав не вытекал из рабочей ванночки.

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:

1-1,5 мм – короткий;
2-3 мм – нормальной длины;
3,5-6 мм – длинный.

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:

Ld – длина сварной дуги;
Dэ – диаметр используемого электрода.

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

Сила тока, А	Диаметр электрода, мм	Толщина металла, мм
35-50	1,6	1-2
45-80	2	2-3
65-100	2,5	3-4
85-150	3	4-5
125-200	4	5-6

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:

Обувь, брюки, куртка и перчатки из прочного несгораемого материала.
Головной убор из плотной ткани.
Профессиональную защитную маску.

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.

Техника ручной дуговой сварки покрытыми электродами

Сварочная дуга возбуждается от прикосновением электрода к детали. Происходит короткое замыкание, конец электрода нагревается до высокой температуры. После отрыва электрода от изделия происходит ионизация газового промежутка и загорается сварочная дуга.

Зажигание сварочной дуги можно производить двумя основными способами. Тычком — электродом прикасаются к свариваемой детали и быстро отводят назад, на расстояние в несколько миллиметров, как правило равное диаметру электрода. Этот способ наиболее простой, но имеется большая вероятность «прилипания» электрода если сварщик не успел своевременно отвезти электрод от поверхности металла. Чирканьем — электродом как спичкой чиркают по металлу и также быстро отводят на расстояние в несколько миллиметров. Конец электрода трется о металл и во время движения возбуждается сварочная дуга. Недостаток этого метода в сложности точно попасть в разделку шва или ранее наплавлены валик. Как известно зажигать дугу на основном металле нельзя.

Способы зажигание сварочной дуги

Важно! Контакт электрода с металлом должен быть кратковременным иначе электрод «прилипнет». Отрывать приплавившейся сварочный электрод нужно, резким, сильным движением поворачивая его в стороны. Сварочный электрод нельзя отводить слишком далеко от свариваемого материла иначе дуга не зажжется.

Перемещение дуги должно производится так чтобы обеспечить расплавление свариваемых кромок и плотное формирование сварного шва. Это возможно при поддержания необходимой длины дуги и правильной техники сварки.

Длина сварочной дуги

Длина дуги являться важным теологическим параметром процесса сварки. От нее зависит качество формирования шва, защита сварочной ванны, величина разбрызгивание металла, величина тепловложения.

Сварочная дуга

В зависимости от вида покрытия электродов в процессе сварки необходимо поддерживать дугу определенного размера. Как правило от 0,5 до 1,5 диаметра покрытого электрода. При сварке электродами с основным видом покрытия следует производить сварку на как можно короткой дуге, не более диаметра электрода. При сварке слишком длинной дугой, процес горение становится неустойчивым, идет сильное разбрызгивание металла, ухудшаться защита сварочной ванны. Длинная дуга способствует более интенсивному окислению и азотированию расплавляемого металла, а при сварке покрытыми электродами с основным видом покрытия приводит к образованию пор. При короткой дуге обеспечивается мелко капельный перенос металла, что обеспечивает более качественный процесс сварки. Поддержание сварочной дуги нужной длины один из ключевых показателей техники сварки.

Движение электрода при ручной дуговой сварке

Во время сварки электрод движется в трех направлениях.

Первое – подача электрода в сварочную ванну. По мере плавления электрода его длина уменьшается, а длина дуги увеличивается. Для поддержания заданной длины дуги электрод равномерно двигают вдоль оси в сварочную ванну. Таким образом поддерживается определенная длина дуги. Важность контроля длины дуги рассмотрено выше.

Второе – движение электрода вдоль свариваемых кромок. Скорость перемещения выбирается сварщиков в зависимости от величины сварочного тока, толщины металла и диаметра электрода по мере заполнения разделки.

Третье – поперечные колебания электрода, производится для заполнения разделки по ширине шва. От техники этих движений зависит формирование шва, отсутствие дефектов, несплавлений и подрезов.

Все три движения образуют определенную траекторию перемещения электрода. В зависимости от толщины металла, пространственного положения и двигательных навыков сварщика траектории движения электрода могут быть различны

Траектория движения электродом

Техника ручной дуговой сварки в различных пространственных положениях

В зависимости от пространственного положения сварного шва приемы сварки и техника будут отличаться

Сварка в нижнем положении

Сварка в нижнем положении наиболее удобна и проста. В таком положении могут варить сварщики не высокой квалификации. Поэтому при сборке по возможности детали и конструкции следует располагать так, чтобы сварка выполнялась в нижнем положении Шов в таком положении хорошо формируется, жидкий металл не вытекает из сварочный ванны, шлак хорошо вплывает защищая металл.

Сварка в вертикальном и горизонтальном положении

Сварка в вертикальном и горизонтальном положении сложнее и техника ее ведения отличается от нижнего. Расплавленный метал под действием силы тяжести начинает растекаться и вытекать из сварочной ванны. Для недопущения вытекания металла сварку ведут с поперечными колебаниями электрода, на как можно короткой дуге с уменьшив значение сварочного тока. Важно, удерживать сварочную ванну не большого размера, потому что жидкий металл удерживается только за счет сил поверхностного натяжения и при слишком большой сварочной ванне вытечет. Для этого сварку ведут как правило ниточными валиками, ширина валиков не должна превышать 2 — 3 диаметра электрода.

Сварка вертикальных швов возможно производить на подъем и сварку вниз. Сварка снизу вверх предпочтительней так обеспечивает более глубокое проплавление и удобней формировать шов наплавляя металл на ранее застывший. При сварке сверху вниз швы получатся визуально более красивыми но возникает большая вероятность несплавлений и наплывов. На спуск применяют сварку только для деталей небольшой толщины.

Сварка в потолочном положении

Сварка в потолочном положении наиболее неудобная ее доверяют только сварщикам высокой квалификации. Сварка ведут как можно короткой дугой для обеспечения мелкокапельного переноса металла, электродами диаметром три миллиметра. Кроме того при сварке в потолочном положении нужно следить, чтобы шлак выходил из расплавленного металла. Также как и при сварке горизонтальных и вертикальных швов, нельзя допускать слишком большой сварочной ванны иначе удержать ее не удастся .

Технология и режимы ручной дуговой сварки, подробней раскрыты в статье Ручная дуговая сварка покрытыми электродами

Окончание сварки. Заварка кратера

Начало и конец сварного шва являются зоной наибольшей вероятности образования дефектов. Поэтому правильно завершать процесс сварки очень важно. Если нет возможности закончить сварку на выводных планках, то нужно использовать специальные приемы заварки кратеров.

Кратером называет воронкообразное углубление в месте обрыва дуги, образующиеся в результате усадки металла. При завершении наплавки валика (шва) кратер должен быть обязательно заправлен. Чтобы правильно заварить кратер нужно задержать электрод в месте окончания сварного шва на несколько секунд, а затем отвезти его назад на ранее наплавленный валик на 5-10 мм и медленно растягивая дугу отвезти электрод. Если не получилось правильно закончить сварку то нужно в месте обрыва дуги, вновь произвести зажигание и полностью заплавить кратер.

Пространственные положения при сварке

Без сварочного процесса в наши дни не создается ни одна более-менее сложная конструкция из металла. То, что сварка является очень востребованной говорит хотя бы тот факт, что по отношению к сварочным работам существует множество нормативных актов и положений, регламентирующих пространственное расположение сварочного стыка.

Методические рекомендации содержат подробную информацию о том, как должен располагаться электрод в пространстве при выполнении конкретного вида сварочных работ. Детальное описание необходимо, поскольку техника выполнения работ в различных пространственных положениях имеет очень важные отличия.

В зависимости от того, как расположен стык, выбираются определенные условия для наложения сварочного шва. Изменяется не только методология выполнения работ, но также и требования к качеству, внешнему виду, наличию тех или иных дефектов. Положение сварочного стыка оказывает огромное влияние на производительность специалиста. Это принимается во внимание при составлении технологической карты выполнения работ на объекте или определенном участке.

Обозначение

Классификация сварочных швов подразумевает обозначение их пространственного положения. Каждый вид маркируется аббревиатурой, состоящей из цифр и букв. Они четко информируют о разновидности шва. Данные обозначения используются при составлении графических материалов, где указывается наличие сварных соединений, или при составлении иной документации. Каждый сварщик изучает значение каждой аббревиатуры и сдает экзамен по условным обозначениям пространственного положения шва. В дальнейшем это позволяет ему правильно читать чертежи и делать предварительные выводы перед началом выполнения работы.

Буквенные обозначения присваиваются просто. Первая буква информирует о пространственном положении стыка. Учитывая тот факт, что самих положений не так уж и много, то расшифровка обозначений не составит труда. К примеру, буква «В» значит, что стык вертикальный, «П» - потолочный и так далее. Если перед большой буквой стоит маленькая, то она тоже несет определенную смысловую нагрузку. Например, меленькая «п» перед большой «П» будет означать, что шов «полу потолочный».

В аббревиатуре кодируется не только расположение стыка, но и другая основная информация: направление сварки, вид соединения. Для примера – П2 будет означать, что шов потолочный тавровый, а В1 – вертикальный стык, а сваривание выполняется по направлению снизу-вверх. Два однородных обозначения Н1 и Н2 свидетельствуют о том, что шов располагается снизу, а вот техника выполнения различна. В первом случае – это стыковой способ сваривания, а во втором – «в лодочку».

Аббревиатура «Н45» значит, что положение сварочного шва при выполнении определенных работ на участке конструкции является переменным. Как пример такого варианта – соединение двух труб, оси которых по отношению одна к другой расположены под углом 45 градусов. При этом сварочные работы выполняются без вращения заготовок.

Сокращения, обозначающие положение электродов при сваривании:

H1 (PA) — нижнее стыковое и в «лодочку»;
Н2 (РВ) — нижнее тавровое;
Г (PC) — горизонтальное;
П1 (РЕ) — потолочное стыковое;
П2 (PD) — потолочное тавровое;
B1 (PF) — вертикальное снизу-вверх;
В2 (PG) — вертикальное сверху вниз;
Н45 (H-L045) — наклонное под углом 45°.

Электроды иностранных производителей поставляются с графической маркировкой, которая обозначает их предназначение для того или другого способа сварки. Направление указывают стрелки и прочитать информацию не составляет труда.

В маркировке присутствуют также литеры, которые информируют о виде свариваемых заготовок.

Благодаря использованию общепринятой маркировки процессов удалось систематизировать информацию о положении сварного шва в пространстве. Перед допуском к работе сварщиков экзаменуют, и в первую очередь на практике. Только после успешной сдачи практических испытаний, специалист сможет ответить на вопросы, которые вошли в теоретическую часть аттестации. Задачи могут отличаться в зависимости от того, в какой области будет работать испытуемый. Есть также и общие вопросы, знание которых обязательно для всех без исключения сварщиков. Маркировка пространственного расположения швов относится именно к такой категории знаний.

Виды положений при сварке

В пространстве стыки заготовок могут располагаться в четырех вариантах. Самый простой из них – горизонтальный: выполнение сварочных работ не создает проблем даже новичкам. Другой тип горизонтального шва – потолочный – наоборот, формировать труднее всего. Горизонтально направленный шов не обязательно должен размещаться внизу или наверху. Он может быть направленным горизонтально, но находиться при этом на вертикальной поверхности. Он классифицируется как вертикально расположенный. Каждый сварочный шов в зависимости от своего расположения отличается нюансами формовки. От этого зависит и положение электрода при выполнении работ.

Нижнее положение

Простое и наиболее желанное для любого сварщика расположение стыка. Такой вариант чаще всего встречается при соединении деталей небольшого размера и в большинстве своем выполняется на рабочем месте сварщика. В этом случае оптимальное расположение электрода – вертикальное. После обработки одной стороны деталь переворачивается и аналогичные манипуляции выполняются с другой.

На качество сварного соединения влияют множество факторов: толщина заготовок, расстояние между кромками, показатели тока. Метод относится к числу высокопроизводительных. Недостатком может служить высокая вероятность образования прожогов. В нижнем положении применяются два основных способа сваривания – стыковой и угловой.

Научиться варить в нижнем положении проще всего. Новичкам, как правило, достаточно пары непродолжительных занятий, чтобы освоить азы и получить свой первый практический опыт. Исключением является только сваривание тонких листов. Чтобы освоить такую технику, потребуется длительный период тренировок.

Горизонтальное

На сленге специалистов – «горизонт». При таком расположении заготовки находятся в вертикальной плоскости, а сварной шов имеет горизонтальную направленность. Электрод располагается перпендикулярно по отношению к месту соединения. При выполнении работ не исключается вытекание расплава из сварочной ванны. Чтобы снизить вероятность такого негатива, следует выполнить подготовку кромок: подрезать их, чтобы создать дополнительное препятствие расплаву.

Вертикальное

Заготовки находятся в вертикальной плоскости, а соединительный стык между ними располагается также вертикально. Электрод при сваривании удерживается в горизонтальной плоскости перпендикулярно по отношению к рабочей поверхности. Проблема вытекания жидкого металла из сварочной ванны, как и в предыдущем случае, сохраняется.

Поэтому работы выполняются только по короткой дуге. Это будет препятствовать попаданию расплава в кратер воронки. Помимо этого, рекомендуется выбирать расходные материалы со специальным покрытием, увеличивающим вязкость жидкого содержимого. Благодаря этому, стекание расплава вниз заметно уменьшается.

В большинстве своем сварщики в этом случае отдают предпочтение перемещению электрода по направлению снизу-вверх. Тогда расплавленный металл при движении образует ступеньку, которая является хорошим препятствием для его дальнейшего перемещения. Минус такого метода – большие затраты времени. Производительность заметно увеличивается, если электрод перемещать в обратном направлении – сверху-вниз. Но тогда снижается качество сварного стыка.

Чтобы освоить технику формировки вертикального сварочного шва, потребуется длительный период времени на тренировки. Работать с толстыми заготовками научиться проще, а соединять тонкие могут далеко не все специалисты. Как показывает практика, лучшее качество работ получается при сваривании толстого металла по направлению снизу-вверх, а тонкого сверху-вниз.

Потолочное

Это разновидность горизонтального шва, который просто размещен в неудобном для выполнения работ месте. Специалист вынужден длительное время пребывать в неудобном положении: с поднятой вверх головой и вытянутой рукой. Качество в большой степени зависит от опыта выполнения подобного рода работ. Со временем у сварщиков вырабатываются навыки и даже свои приемы, которые позволяют облегчить работу. В любом случае приходится делать перерывы, чтобы отдохнуть и восстановить силы.

При выполнении сварочных работ заготовки располагаются горизонтально, а расходник – вертикально. Шов находится в нижней части кромок соединяемых деталей. Основная причина получения результата низкого качества заключается в том, что расплав стекает вниз, но не в сварочную ванну.

Чтобы минимизировать негативное влияние этого эффекта, следует применять короткую дугу и сваривать при небольшом напряжении. Лучше выбирать электроды небольшого диаметра с тугоплавким покрытием. Тогда капли расплава будут удерживаться на месте за счет поверхностного натяжения. Такой вид сварки нежелателен в случаях, когда приходится соединять детали малой толщины.

Умение «ложить потолок» позволяет сварщику претендовать на повышения разряда. Для новичков данная техника не только недоступна, но и даже опасна. Без навыков работы и хорошей защиты расплавленные капли могут попадать на тело и даже в глаза.

Положение электрода

При выполнении сварочных работ большое внимание уделяется углу расположения электрода по отношению к рабочей поверхности. Правильный наклон расходника способствует облегчению контроля над процессом сварки, что позволяет своевременно вносить коррективы и в итоге получить хороший результат. Данные по оптимальному углу наклона электрода в чертежах не обозначаются, а выбираются сварщиком индивидуально.

Существует три основных вид положения электродов:

Углом вперед. Оптимальный вариант для наложения шва в труднодоступных местах. Помимо достоинств ему присущи и недостатки. Шлак и жидкий металл все время находятся на пути перемещения электрода, что мешает сварочному процессу. Иногда дуга гаснет, а то и вовсе начинает «блуждать». Возможно образование пропусков, что сильно понижает качество шва.
Углом назад. Часто используется при соединении угловых стыков. Желательно угол наклона электрода выдерживать, как и в предыдущем случае, в коридоре 30-60 градусов. В процессе работы сварочная дуга вытесняет из ванночки жидкий металл и шлак. Оголенные участки быстро кристаллизируются.
Прямой угол. Благодаря тому, что электрод расположен перпендикулярно к заготовкам, можно контролировать перемещение шлака. В результате шов получается хорошего качества. В случаях, когда шлак образуется перед электродом, необходимо сменить положение расходника и выставить его «углом назад». Это дает возможность убрать расплав с пути перемещения электрода.

Движение электрода

При ручной дуговой сварке используется колебательное перемещение электрода. Траектория подбирается в зависимости от толщины заготовок и типа соединения. Перемещая электрод «по прямой», то есть вдоль стыка, сварщик получит так называемый «ниточный» валик. Его толщина зависит от диаметра электрода и скорости движения. Когда требуется получение валика большей толщины, нежели диаметр электрода, то выполняется поперечное возвратно-поступательные движение электрода.

Амплитуда колебаний определяется материалом заготовок и размером шва. При этом конец электрода может описывать различные фигурки. Например, «елочка», «треугольник», «лестница» или другие. Как правило, они определяются специалистом еще до начала сварочного процесса. Благодаря большому количеству техник, можно выбрать наиболее подходящий вариант для конкретного случая с тем, чтобы получить шов высокого качества.

Вне зависимости от пространственного положения перед началом сваривания, требуется предварительная подготовка поверхности. Рабочую поверхность необходимо очистить от загрязнений, краски, окалины и т.п. Сначала заготовки прихватывают – скрепляют между собой при помощи пары-тройки точечных прихватов. Это нужно для того, чтобы обездвижить заготовки одна относительно другой. важно, чтобы величина зазора все время оставалась постоянной. При сваривании тонких листовых материалов расстояние между заготовками не должно превышать 5 миллиметров. При работе с толстыми полками этот показатель можно увеличивать до 30 мм включительно.

Сваривание электродом

Когда речь идет о сваривании металлических заготовок электродом, то по умолчанию подразумевается ручная дуговая сварка. Невзирая на тот факт, что стали доступными многие более современные технологии, этот сварки остается самым простым, сравнительно недорогим и распространенным. Улучшить качество сварного шва можно с помощью разного рода флюсов.

Применяется ручная дуговая сварка в разных сферах, начиная от бытовых потребностей и заканчивая большими промышленными площадками. Особенно хорошо технология зарекомендовала себя в работе с углеродистыми материалами. Наиболее технологичным на сегодняшний день является применение инверторов.

Виды соединений

Соединения делятся на несколько типов. Принято различать стыковые и угловые сварные швы. Стыковые представляют собой соединение двух элементов, которые прижимаются торцами. Оно широко используется в изготовлении разнообразных конструкций. К преимуществам метода относится высокая производительность, небольшой расход материалов. при соблюдении всех требований получается прочное и эстетичное сварное соединение. Предварительная подготовка стыкуемых кромок обязательна.

Стыковой метод сваривания используется при соединении заготовок из листового материала, труб и проката. Угловое соединение подразумевает, что элементы расположены под углом по отношению друг к другу. В месте контакта сторон сварщик формирует шов. Угол может быть разным и полностью зависит от особенностей конструкции.

При тавровом соединении торцевая часть одной заготовки приваривается к плоской поверхности другой. в большинстве случаев угол соединения составляет 90 градусов. Важным условием для получения хорошего результата является правильная подготовка торцевого элемента. Он должен быть ровно обрезан и зачищен. Выполняется предварительная подготовка кромок, что обеспечит хорошее смыкание заготовок.

Если стенки толстые, то фаску снимают с двух сторон для обеспечения хорошего провара. Лучше всего тавровое соединение получается тогда, когда детали установлены «в лодочку». В процессе работы электрод можно ставить вертикально. Если стенки деталей уж слишком толстые и хорошо проварить их за один проход не получается, то допускается многопроходное соединение.

Соединение внахлест – это когда элементы расположены параллельно по отношению друг к другу, но не впритык, а поверхность одной находит на другую. Это оптимальный способ соединение для контактной и точечной сварки. Нет необходимости предварительно разделывать кромки, поскольку они не участвуют в соединении заготовок. Существуют ограничения по толщине заготовок: стенки не должны быть больше 1 см.

По форме существует три вида соединений:

Нормальное. Результат обеспечивается за счет длинной дуги. Такие сопряжение отлично выдерживают динамические нагрузки. Это обусловлено тем, что между основным материалом и дорожкой нет перепада.
Выпуклые. Еще их принято называть усиленными. Такая форма обеспечивается только при короткой дуге. Шов обладает несколько меньшей шириной, а «свободный» объем уходит на формирование его высоты. Для выпуклых швов требуется многослойное покрытие, что влечет за собой перерасход электродов.
Вогнутые. Известны еще и как ослабленные. Корень выглядит вогнутым и имеет форму канавки. Образуется в результате нарушений технологического процесса или при плохой подготовке свариваемых кромок. Находит применение при соединении тонких материалов.

Помимо выше перечисленных сварные соединения имеют и другую классификацию:

Односторонняя сварка. В этом случае соединение выполняется только с одной стороны без поворота и сварки с противоположной. В документации и на графических материалах обозначается аббревиатурой ос (ss). Первые литеры информируют о названии сварки на русском языке, а обозначение в скобках является международным.
Двухсторонняя. Сварочные швы наложены с обеих сторон стыка. Условное обозначение – дс (bs).
Соединение заготовок, выполненное на подкладке (съемной или нет) маркируется аббревиатурой сп (mb). Обозначение кириллицей расшифровывается как «с подкладкой».
Сваривание на весу, другими словами, выполненное без подкладок: бп (nb). Как пример, ос бп будет значить, что одностороннее сварное соединение выполняется без применения подкладки.
С зачисткой стыка. Когда корень соединения предварительно зачищается, то такой вид сварки маркируется буквами зк (gg). Соответственно, без зачистки – бз (ng).

Предусмотрено и еще одно разделение сварных швов. Осуществляется оно по конфигурации. В зависимости от типа исполнения они бывают прямолинейными, спиральными (кольцевидными) или криволинейными. Любая из конфигураций может использовать вне зависимости от пространственного расположения стыка. В зависимости от метода наложения швы могут быть сплошными или прерывистыми.

Как подготавливаются кромки

Получить качественное сварное соединение без предварительной подготовки удается крайне редко. Независимо от того. Как и где расположен стык, нужно подготовить его к сварочному процессу.

Подготовку к сварке заготовок можно разделить на такие этапы:

правка кромок;
разметка;
резка заготовок;
зачистка стыков;
прогрев перед сваркой;
обработка и зачистка кромок.

Разметка нужна для того, чтобы обозначить нужные для работы участки, а лишнее обрезать. Ручная разметка выполняется при помощи линейки и штангенциркуля. Если требуется выполнить разметку на партии однотипных деталей, то применяется шаблон. Для получения нужного размера применяется резка металла. Она может быть термической или механической и выполняется по ранее размеченным участкам.

Важным этапом в процессе подготовки деталей к свариванию является зачистка кромок. Поверхность следует освободить от окалины, масла или жиров, краски и прочих загрязнений. Помимо механических способов зачистки допускается применение и химических методов. В этом случае заготовки опускаются в емкость, наполненную реагентом.

После зачистки иногда требуется изменить геометрическую форму кромок. Если работы ведутся с тонкими листовыми металлами, то нужны плоские кромки. Для толстых заготовок кромки сводятся в форме латинской буквы «V» или «X». Особенно важно правильно подготовить кромки при сваривании трубопроводов. При правильном скосе в этом случае снимается напряжение при эксплуатации.

Читайте также: