Сварка стыкового соединения в вертикальном положении

Обновлено: 06.10.2024

Хотите научится сваривать вертикальные швы и узнать, как правильно это делать. В нашей статье Вы найдете подробное описание и простой способ сварки вертикальных швов, которым получится заварить даже новичку.

Особенности

Вертикальные швы выполняют сварщики имеющий разряд не ниже 3 так как сварка этого вида шва процесс непростой. Он имеет ряд следующих особенностей:

В процессе выполнения вертикального шва расплавленный металл стекает под действием силы тяжести и образует такие дефекты как наплывы и с этим нужно справляться определенным образом.

Существует несколько техник выполнения сварки какая и в каком случае используется рассмотрим ниже.

Процесс выполняется на сниженных значениях сварочного тока (на 10-15 %) от значений для нижнего положения.

В зависимости от направления выполнения сварки вертикала используют обозначения В1- процесс выполняться «на подъем» начинают в нижней точке и поднимаются вверх, и В2 – «на спуск», то есть начинается в верхней точке и ведут до низа.

Принципы сварки и основные требования

Основным принципом при сварке вертикальных швов ручной дуговой (РД) сваркой является то, что процесс нужно вести снизу вверх непрерывно или с отрывом электрода.

Варить «на спуск» сверху вниз всегда сложнее, потому что металл будет активнее стекать и придется вести процесс на низких значениях тока, что зачастую не дает нужного проплавления.

При сварке же «на подъем» снизу вверх, металл сварочной ванны будет поддерживаться от вытекания ранее наплавленным и уже кристаллизовавшимся металлом. Вытекание металла будет особенно заметно после того, как он нагреется и станет более текучим.

Также важным принципом при сварке вертикальных швов является совершение колебательных движений электродом. О способах выполнения движений поговорим ниже.

Основные требования к подготовке и к сварке, следующие:

Свариваемые заготовки должны быть зачищены до металлического блеска, абразивным инструментом, напильником или металлической щеткой.

Далее производится сборка и прихватка. Прихватка — это сварочный шов небольшой длины выполняемый для того чтобы зафиксировать детали в процессе сварки. Так как из за увеличения температуры металл расширяется и деформируется.

Размер прихватки зависит от толщины свариваемых деталей. Как правило высота прихватки 0,5–0,7 от толщины деталей. Длина же их от 10 до 30 мм. Расстояние между прихватками 150-250 мм.

Проверка размеров после сборки. Проверяется зазор между деталями, угол скоса кромок (если это предусмотрено типом соединения), смещение деталей относительно друг друга.

Ниже приведены допустимые значения контролируемых параметров на примере стыкового соединения С17 с V-образной односторонней разделкой по ГОСТ 5264-80.

Условия получения качественного шва

Чтобы получать качественные соединения при выполнении вертикальных швов электросваркой необходимо соблюдать несколько важных условий:

Сила сварочного тока меньше (на 10-15%) чем при сварке в нижнем положении. Данное условие обеспечит минимальная стекание расплавленного металла и позволит избежать наплывов.

Выбор силы сварочного тока нужно проводить на пробной заготовке. Изначально нужно выставитьрекомендованные, среднии значения силы тока и начинать варить.

Если электрод часто гаснет, прилипает и дуга плохо и не стабильно горит – значит нужно тока добавить.

Если же при сварке кромки прожигаются и металл ванны как бы проваливается, то нужно значения снижать. Шаг настройки как правило 5 А, то есть если нужно прибавить добавляем на 5А и сновы пробуем варить и так пока не подберем оптимальные значения.

Процесс сварки должен вестись на «короткой» дуге. Длина дуги — это расстояние между электродом и сварочной ванной. «Короткой» считается дуга длина которой 0,5 – 1 диаметр электрода, но не более 1,5 мм.

Чем длиннее дуга, тем сильнее идет нагрев металла и выше её давление. Все эти факторы неизбежно приводят к дефектам в виде пор, прожогов, наплывов и подрезов.

Подрез — это сварочный дефект в виде небольшого углубления между сварочным швом и основным металлом.

Как варить вертикал – способы

Как уже говорилось ранее существует 3 техники снизу вверх, сверху вниз и сварка с отрывом электрода.

Опытный сварщики чаще всего используется техника снизу вверх он обозначается — В2. Процесс выполняется «на подъем» из нижней точки к верхней.

Реже используется способ сверху вниз – В1. Тут ситуация обратная сварка выполняется «на спуск» из верхней точки к низу.

Начинающие сварщики и любители используют такой метод как сварка с отрывом электрода.

Процесс идет снизу вверх «на подъем» при этом сварочная дуга зажигается и проваривают небольшой участок «сварочную точку», и дуга обрывается. После процесс повторяется до полного заполнения разделки.

Для первых двух способов лучше всего использовать электроды с основным покрытием, а для сварки с отрывом с рутиловым. Потому как рутиловые электроды обеспечивают более легкий поджиг дуги, но варить ими протяженные швы сложнее из-за большого количества шлака.

В процессе сварки шлак сильно растекается и начинающему сварщику сложно понять, где в сварочной ванне метал, а где расплавленный шлак. Из-за чего часто получается такой дефект как зашлаковка шва.

Подробно рассмотрим каждый из этих способов ниже.

Снизу вверх

Применяя данный способ легче всего контролировать сварочную ванну и проваривать большие толщины. Сварочный шов начинают в нижней точке и постепенно заполняя разделку поднимаются до верха.

Сам процесс сварки вертикального шва выполняется в несколько этапов: первоначально разжигается друга, длина которой немного больше 2–3 диаметра электрода. Это делается для того, чтобы прогреть металл и электрод не прилип. Прогрев происходит 2–3 секунды после чего длина другие уменьшается до 0,5–1 диаметра электрода.

Далее можно начинать процесс сварки, а именно наплавки в нижней точке небольшого валика (полки). Если толщина металла более 3 мм, то сварку нужно выполнять в несколько проходов. Первый – корневой проход нужно варить без колебательных движений, просто медленно ведя электрод снизу вверх или совершая возвратно поступательные движения вдоль разделки кромок.

При следующих проходах (заполнении и облицовке) электрод медленно перемещают от одной кромки к другой.

В процессе сварки нужно уделить особое внимание скорости ведения процесса, так как если вести сварку слишком медленно, металл начнёт стекать, образуя наплывы. В то же время если сварку вести слишком быстро, то есть риск не проварить стык.

Начинающие сварщики здесь могут использовать такой прием. Нужно вести сварку так, чтобы верхний край сварочной ванны был примерно на одной линии с верхней кромкой электрода.

Сварочный электрод при выполнении вертикальных швов снизу вверх держит как правило под углом около 45–50 градусов.

В тех случаях, когда нужно обеспечить более глубокий провар угол электрода выбирают ближе к 90 градусам. А когда металл начинает течь то электрод наклоняют на встречу сварочной ванне, удерживая расплавленный металл в сварочной ванне за счёт давления дуги.

Чтобы заполнить разделку, сварщику необходимо совершать колебательные движения электродом. Основные виды движении имеют форму: треугольника, полумесяца, буквы Z и другие. О них подробно будет написано ниже.

Сверху вниз

Метод сварки сверху вниз используется реже, так как техника его выполнения сложнее и требуется определённые сварочные электроды, которые позволяют варить «на спуск». При данном методе сварочный шов будет иметь меньшую глубину проплавления, но большую ширину. Это хорошо в тех случаях, когда нужно сварить тонкий металл, чтобы не прожигать его.

Процесс возбуждения дуги происходит при расположении электрода под углом 90 градусов к поверхности детали. После того как дуга загорелась электрод располагают углом на сварочную ванну, чтобы за счёт давления дуги не давать расплавленному металлу вытекать.

Процесс также выполняется с колебательными движениями. В данном случае чаще всего используются Z-образные перемещение или в виде полумесяца.

Этот способ (В1) часто применяется при полуавтоматической сварке, а при ручной дуговой достаточно редко.

Как варить вертикальный шов дуговой сваркой с отрывом

Несомненным плюсом способа сварки с отрывом является то, что им может варить вертикал даже новичок. Так как при использовании его металл будет успевать остыть и не будет течь. Это сильно облегчает процесс, но есть и минус в виде того, что скорость выполнения сварки сильно снижается.

Процесс выполнения, следующий:

подключить аппарат на обратную полярность и выставить силу тока (подбирать значение на пробных заготовках)
зажигается дуга в разделке кромок и увеличиваем ее длину до 1,5–2 диаметра электрода;
электрод под углом 45–50 градусов.
прогреваем металл в нижней точке 1-3 секунды перемещая электрод с одной детали на другую;
металл остывает меняя цвет с ярко красного до бордового в этот момент снова происходит поджиг дуги;
дуга переносится с одной детали на другую, задерживаясь на каждой из стенок совершая как бы движения по спирали накладывая точки одна на другую.

Как варить вертикальный шов — движения электрода

Для вертикальных стыков применяют чаще всего 3 вида перемещения электрода:

Колебательные движения поперек стыка.
Возвратно-поступательное перемещение вдоль стыка.
Прямолинейное (прямое) перемещение.

Колебательные перемещения электрода позволяют получать швы большой ширины (до 3–4 диаметров электрода за один проход). Это серьезно увеличивает производительность, особенно в тех случаях, где толщины металла 20 мм и более.

Возвратно-поступательное и прямолинейное движения используются при сварке корневого прохода, также для деталей с небольшими толщинами и на нержавеющих сталях. Шов будет получаться более аккуратным и прочным, а в процессе выполнения можно отчетливо видеть, где шлак, а где металл. На данном способе легче удерживать одинаковую скорость и длину дуги, а следовательно, начинающим будет легче.

Хотите узнать что такое MIG MAG сварка и в чем отличие. Переходите по ссылке.

Возвратно-поступательные (для рутиловых электродов)

Возвратно-поступательное движение при сварке вертикальных швов чаще всего используются когда толщина соединяемых деталей небольшая (до 5 мм) сварка выполняется рутиловыми электродами. Также данный метод можно использовать при сварке корневого шва (корневой – это шов, который выполняется самым первым, при многослойной сварке).

Техника выполнения несложной и заключается в следующем:

Зажигается дуга и проваривается небольшой участок шва ( 5-10 мм).
Далее происходит возврат электрода на 1/3 заваренного участка.
После электрод снова перемещают вверх проваривая новый 10-15 мм и так повторяется до конца стыка.

В результате получается сварной валик шириной 1,3-1,5 диаметр электрода.

Елочка

Для вертикальных соединений данный способ перемещения выполняют следующим образом:

В нижней части наплавляется небольшая полочка, которая не даст металлу вытекать.
Электрод начинают вести во вверх и вправо, после чего возвращаются вниз.
Далее электрод ведут вверх и влево после чего снова возвращаются вниз.
Так процесс выполняется до полной заварки стыка.
Процесс необходимо ввести и равномерно (с одинаковой скоростью), чтобы получить максимально аккуратный шов.

Треугольник

Этот способ перемещения чаще всего используют, когда нужно сваривать большие толщины, так как он позволяет за один проход получать максимально широкий шов до 4 диаметров электрода. Его очень удобно использовать для тавровых соединений. Техника выполнения, следующая:

Зажигается дуга и производится прогрев металла.
В нижней части всё также нужно наплавить небольшую полочку на каждый из кромок.
Начинаем сварку по центру, зажигаем дугу и немного задерживаемся (до 0,5 сек).
Смещаем электрод на правую кромку и задерживаемся на ней.
Переходим на левую кромку также задерживаемся на ней.
Переводим на центр стыка чуть выше и повторяем процесс до завершения, задерживаясь на каждой из кромок и по центру.

Задерживаться нужно в точках для того чтобы шов имел плавный переход к основному металлу (не был чрезвычайно выпуклый), а также чтобы не образовывался подрез.

Полумесяцем и Z-образные перемещения

Z- образные перемещения, а также их усложнённая версия полумесяцем выполняются в следующей последовательности:

Направляем полку внизу.
Зажигаем дугу немного прогреваем металл.
Электрод плавно и с одинаковой скоростью перемещается с одной кромки на другую

Если использовать данные способы для облицовки лучше применить угол близких к 90° чтобы шов не был чрезмерно выпуклый. При заполнении угол можно делать более острым.

Как правильно варить вертикальный шов полуавтоматической электросваркой

Сварка вертикальных швов полуавтоматом чаще всего выполняется с использованием проволоки диаметром от 0,8 до 1,2 мм. Для данного способа сварки очень часто применяется метод сверху вниз при толщинах до 4 мм без колебательных движений. Угол между горелкой и изделием должен быть около 20-35°.

Если толщина больше, то применяется сварка снизу вверх. Горелкой так же, как и при ручной сварке совершаются колебательные движения. Чаще всего это движение типа “треугольник” с задержкой в середине. Угол наклона горелки к изделию в районе 75–85 градусов.

Сварочную дугу ориентируют на передний край ванны. Это делается для того, чтобы за счёт давления дуги снизить стекания жидкого металла и обеспечить глубокое проплавления корня.

Виды соединений

Вертикальные швы выполняются на таких видах соединений как:

Нахлёсточные;
Стыковые (встык);
тавровые;
угловые.

Встык

Вертикальная сварка стыковых соединений чаще всего применятся для труб, конструкциях из листов и профильных изделий. Процесс бывает однопроходные и многопроходной, односторонний и двухсторонний на подкладке и без таковой. Самый распространённое стыковое соединение это с17 двухсторонней V-образные разделкой выполняемые без подкладки.

Сварка встык при толщине до 3,5-4 мм чаще всего выполняется без колебательный движений и без разделки кромок за один проход. В тех случаях, когда толщина более 4 мм производится разделка кромок и процесс выполняется с колебательными движениями электрода.

Внахлест

Нахлёсточное соединение используется при сварке листовых конструкций, а также приварки фасонных и профильных изделий. Самым распространенным является соединение Н1 по ГОСТ 5264. Нахлёсточные соединения могут быть толщиной до 60 мм согласно данного ГОСТа. Процесс сварки ведут, снизу вверх выполняя Z – образные колебательные движения.

Как сваривать вертикальный шов при тавровом или угловом соединении

Вертикальные угловые и тавровые соединения свариваются снизу вверх с колебательными движениями электрода в виде треугольника с задержкой на каждый из кромок и по центру.

Контроль длины электрической дуги

В процессе сварки вертикального шва чрезвычайно важным является контроль длины сварочной дуги. Увеличенная длина дуги ведёт к образованию множество дефектов таких как:

наплывы;
подрезы;
кратеры;
поры;
брызги;
неравномерность шва;
прожоги металла.

Начинающим сварщикам необходимо тренироваться удерживать одинаковую длину дуги особенно при выполнении движений электродом.

Различают следующие длины дуги:

Короткая дуга (которой 0,5 – 1 диаметр электрода, но не более 1,5-2,0 мм).
Нормальная дуга — 2,0-3,0 мм.
Длинная дуга — более 3,5 мм.

Для ручной дуговой сварке рекомендуется использовать именно короткую дугу. Использование нормальной длины дуги также допустимо.

Таблицы режимов сварки

Для наиболее часто применяемых электродов группы Э50 (для группы материалов М01 – углеродистые и низколегированные «черные» стали) ниже приведены режимы сварки вертикальных соединений.

Зачистка сварных швов

По окончанию всех сварочных операций сварочный шов зачищается минимум на 50 мм в обе стороны.

Зачистку производят абразивным инструментом, металлическими щётками или наждачной бумагой. В процессе зачистки с поверхности шва убирают шлаковую корку и брызги металла.

Если сварочный шов будет подвергаться УЗК или рентген контролю то шероховатость поверхности должна быть не более Rz40.

Сварка вертикальных швов

Одним из признаков при классификации сварных швов является их положение в пространстве. Нередко в конструкциях необходимо выполнение вертикальных швов, что не является самым простым вариантом. При его выполнении не так легко, как при сварке горизонтально расположенных швов, осуществлять контроль состояния сварной ванны, что оказывает влияние на качество соединения.

Особенность сварки вертикальных швов заключается в стекании вниз расплавленного металла под действием силы тяжести собственного веса во время сварочного процесса. Это создает трудность продолжения шва, поскольку при застывании образуется преграда, содержащая шлаки от электрода. Чтобы разобраться, как правильно варить вертикальный шов сваркой, необходимы теоретические знания и практический навык.

Способы сварки

Сварку в вертикальном положении можно осуществлять различными методами. Наиболее популярны электрошлаковый и электродуговой.

Электрошлаковый способ

Электрошлаковый метод позволяет сваривать детали любой толщины. Независимо от размера поперечного сечения шва он осуществляется за один проход. Благодаря этому происходит экономия затрат на электроэнергию и уменьшение потребности в расходных материалах. Значительно увеличивается производительность работ.

Между кромками и металлом образуется ванна, в которой находится жидкий шлак. Электрод погружают в шлаковую ванну. Проходящий через ванну ток нагревает ее до такой высокой температуры, что кромки и кончик электрода начинают плавиться. Результатом расплава является появление сварочной ванны и начала образования сварного соединения.

По мере того, как шов будет остывать, сварная ванна с электродом будет подниматься вверх. За проход можно осуществить сварку вертикального шва различной толщины. Шлак, находящийся в жидком состоянии, обладает более легким весом. Поскольку его местоположение сверху, происходит защита шва от неблагоприятного влияния на него кислорода в воздухе. При окончании сварки ставший твердым шлак удаляют постукиванием. Вертикальный шов, сварка которого произошла электрошлаковым методом, получается качественным.

Когда осуществляется вертикальный шов электродуговой сваркой, то жидкий металл стекается вниз, подчиняясь закону гравитации. Капельный путь - это способ перехода жидкого сплава в сварочную ванну. Сварка вертикального шва ручной дуговой сваркой предполагает применение короткой дуги для того, чтобы капельки перетекали плавно, а не отрывались.

Перед тем, как варить вертикальный шов дуговой сваркой или другим методом требуется подготовка свариваемых частей. Кромки деталей разделывают по-разному в зависимости от способа их соединения и поперечного размера свариваемых металлов. Детали фиксируют с помощью специальных приспособлений. Чтобы предотвратить деформации используют прихватки - поперечные швы, расположенные на расстоянии между собой.

Полуавтомат

Более удобным способом создать вертикальный шов можно полуавтоматом сваркой. Основой работы аппарата полуавтомата является подача тока на горелку вместе с защитным газом. Роль электрода при этом способе исполняет проволочка, которая подается на место сварки в автоматическом режиме. Образование электрической дуги происходит между ней и свариваемыми деталями. Расплавление металла осуществляется под защитой газа, что предупреждает появление окислов.

Большое значение для получения высококачественного вертикального шва с помощью полуавтомата имеет величина силы тока. При правильном выборе шов получится ровный и без обрывов. Выбор оптимальной силы тока зависит от поперечного размера деталей. Скорость процесса сварки пропорциональна скорости подачи проволоки, регулировка которой осуществляется с помощью специального механизма. Оптимальным диаметром электрода для этого вида сварки является 0,8 мм.

При сваривании тонких листов возможно его уменьшение, чтобы избежать затухания дуги. Защитный газ продается в специальных баллонах, оснащенных редуктором с манометром для контроля давления. Для качественной сварки вертикального шва должно быть установлено давление 0,2 атмосферы.

Перед тем, как начать сварку, устанавливается значение расстояния, с которого проволока выступает из сопла. Эта величина должна быть не свыше 5 мм. Прежде, чем начать сваривание, следует позаботиться о неподвижности деталей друг относительно друга. Это обеспечивает сварка полуавтоматом точками.

Скрепление деталей производится не менее, чем в двух местах. Когда сваривание производится нахлестом, то детали скрепляются струбцинами. Если в начале сварки не будет зажигаться дуга, то силу тока увеличивают. Сварка вертикальных швов полуавтоматом является удобным и надежным способом.

Инвертор

При намерении выполнить вертикальный шов более современным методом имеет смысл выбрать инвертор. Он пришел на смену устаревшим трансформаторам, тяжелым и сложным при эксплуатации. Инвертор обладает небольшим весом. Преимуществом является и то, что при использовании инвертора брызг металла получается гораздо меньше. Сварка вертикальных швов инвертором происходит при помощи электрического разряда. К достоинствам прибора относится малая чувствительность к перепадам напряжения.

Удобство при работе обеспечивают ручки и индикаторы на его корпусе. Включение и выключение инвертора производится тумблером. Ручками на панели выставляются величины напряжения и тока. Имеются индикаторы, на которых появляется информация о питании и перегреве оборудования. Один кабель имеет на конце держатель для электрода, а на втором находится прищепка-зажим для крепления изделия. Питание инвертор получает от электрической сети. Бесперебойную работу обеспечивают аккумуляторные конденсаторы. Потребление электроэнергии находится в зависимости от диаметра электрода.

Принцип работы состоит в том, что металлические части и электрод начинают плавиться под воздействием дуги, что приводит к образованию сварочной ванны. Образовавшийся шлак после охлаждения удаляют постукиванием. Существуют рекомендации, как правильно варить инверторной сваркой вертикальный шов.

Работу следует начинать с настойки электрического тока. Его величина зависит от толщины деталей. Затем к свариваемой поверхности подключают клемму массы. Диаметр электрода - 2-5 мм. Металлические детали перед свариванием подготавливают обычным способом.

Варианты движения

Вертикальная сварка в зависимости от направления движения осуществляется способами - снизу вверх или наоборот. Вариант снизу вверх является более простым и удобным. Сварную ванну наверх подталкивает дуга. Она также препятствует ее опусканию вниз.

Начальное расположение сварочной ванны - внизу. Расплавленный металл поступает в нее сверху. Чтобы предупредить расплескивание металла, электрод должен находиться под углом по отношению к вертикальной плоскости, в которой будет располагаться сварной шов. Поскольку его плавящий конец расположен выше другого, установленного в держатель или придерживаемого рукой сварщика, это поддерживает ванну, не давая металлу расплескиваться. Нижние слои кристаллизуются, превращаясь в подставку для следующей ванны. Так происходит вертикальная сварка электродом популярным методом.

При формировании вертикального шва из положения снизу без отрыва дуги электроды перемещают, не меняя направления и без горизонтальных смещений. Наклон электрода находится в пределах 80-90 градусов. Это обеспечит возможность получения плоского шва. Скорость, с которой перемещается электрод, должна быть достаточно большой. Необходим постоянный контроль, как сваривают вертикальные швы. Тогда при вытекании металла с одного края ванны можно перейти к другому края, не прекращая движения наверх.

Также возможно вертикальный сварочный шов делать с отрывом дуги. Это могут взять на вооружение начинающие сварщики. За то время, пока происходит отрыв, температура деталей понижается. Для опоры электрода так же, как и в предыдущем случае, можно использовать полочку кратера.

Еще один способ, как варить вертикальный шов электродом, заключается в перемещении сверху вниз. При этом варианте электрод также располагают концом наверх. Сварочную ванну поддерживают электрод и электрическая дуга.

Сварка сверху вниз является более проблематичной. При применении этого метода стоит трудная задача - опередить расплавление нижнего края сварной ванны, при этом удерживая ее. Поскольку тепло от электрода не поступает, за это время должна произойти кристаллизация верхнего края. При расплескивании жидкого металла следует увеличить ток и скорость движения вниз электрода. Увеличение ширины шва также пойдет на пользу для решения проблемы.

Различные технологии

Техника сварки вертикальных швов имеет три варианта. Их выбор зависит от величины зазора, толщины свариваемых металлов, размера притупления кромок.

Технология основана на наиболее популярном способе ведения процесса снизу наверх. Расплавленный металл находится поверх слоя, который еще только начал застывать. Стекая вниз, он закрывает валик шва. Это не позволяет новым каплям стекать по дорожке.

Способ применяется, когда предстоит соединить детали, имеющие толщину не более 2 мм. Сварка этим методом может обеспечить хороший результат при маленьком зазоре. Также необходимо обеспечить максимальное притупление кромок. Оно должно находиться в диапазоне от 1-2 мм. При сварке расположение ванны должно быть под углом.

Это положение дало название способу - "треугольник". Угол обеспечивается следующим образом:

в начале процесса сварки создают полочку;
при поднятии по стенке сварочной дуги по направлению к зазору происходит притупление кромок с помощью их плавления;
спуск по правой стенке;
переход на левую стенку;
формирование там сварочного шва.

Необходимо выполнять рекомендации по выбору характеристик, как правильно сваривать вертикальный шов способом "треугольника". Диаметр электрода по этому методу должен быть равен 3 мм. Среднее значение электрического тока 90-100 А. До окончания заполнения стыка электрод следует перемещать по указанной траектории. Хорошо подходит для углового вертикального шва.

Конец электрода совершает сложные движения. Суть метода состоит в том, что электрод двигается из глубины, по ходу проплавляя поверхность кромки. При возвращении внутрь он начинает проплавление второй кромки. Затем операции повторяют на небольшой высоте.

Такой вид сварочного шва подойдет, когда зазоры между свариваемыми изделиями составляют 2-3 мм. Необходимо притупление кромок. Сечение валика меньше, чем при предыдущем способе. Процесс начинают по выбранной кромке. Электрод подают из глубины зазора "на себя".

Технология проведения сварочного процесса состоит в следующем:

от зазора по одной из кромок, прижимая к ней электрод, подавать его "на себя", пройдя всю толщину заготовки;
совершив небольшой подъем, способом "от себя" вернуть электрод на место зазора;
после поплавки перейти на другую кромку и совершить те же действия;
указанные операции повторять до самого верха сварного шва.

Сварку ведут короткой дугой. Метод обеспечивает равномерность нанесения сварочного материала на всем пространстве зазора. Необходимо следить за тем, чтобы не было образования на кромке шва подрезов, а также подтеков металла. Желательна непрерывность процесса, исключая моменты, когда необходимо заменить электрод. Не должно быть чрезмерного наплавления кромок. Полученный шов по форме напоминает конфигурацию елки.

Лестница

Находит применение, когда между свариваемыми деталями существует большой зазор. Его значение может превышать 2 мм. Также метод возможен при отсутствии или небольшом притуплении кромок.

Методика получения в этом случае неплохого вертикального сварочного шва и как его варить является несложной. Движения электрода имеют зигзагообразный характер. Перемещение электрода осуществляются от одной кромки к другой. Величина подъема должна быть небольшой и постоянной. Дугу при сварке следует сохранять короткой. Диаметр электрода - 3 мм. Ток имеет небольшое значение - 80-100 А. Процесс следует вести не прерываясь.

Особенность метода в том, что на кромках электрод останавливается на продолжительное время, а переход с одной кромки на другую происходит быстро. Сечение валика при способе "лесенкой" является небольшим - получается так называемый "легкий" валик. Этот способ особого труда не представляет и подходит начинающим сварщикам.

Советы

Сварка швов, расположенных вертикально, считается достаточно трудной для грамотного исполнения. Помочь могут теоретические знания особенности технологии сварки, позволяющие получить качественный вертикальный сварочный шов и как правильно его варить.

Следует соблюдать следующие условия:

При поджоге электрода его положение должно быть перпендикулярным по отношению к свариваемому материалу.
Чем дуга будет короче, тем металл будет кристаллизоваться быстрее. Это снижает риск появления подтеков, портящих внешний вид шва.
Чтобы капли жидкого металла не стекали вниз при формировании дорожки, электрод следует наклонять.
При подтекании металла увеличивают ширину шва и силу тока.
Двигаться следует снизу. При необходимости выполнять движения вниз придется приготовиться к тому, что качество шва будет пониженным. Немного поможет плавность перемещения.
При сварке тонких пластинок следует предварительно тщательно их очистить. Имеет смысл в этом случает применять сваривание точками. Это снизит риск прожога тонких листов.
Сварку толстых изделий целесообразно осуществлять несколькими слоями многопроходным способом. Для последующих слоев можно использовать электрод несколько большего диаметра. При этом последний слой не должен заходить за пределы разделки кромок.

Вертикальные сварочные швы получатся качественными при учете толщины деталей и выбора подходящей методики. Поскольку вертикальное положение шва вносит дополнительные трудности, большую роль играет надежная фиксация свариваемых деталей.

Интересное видео

Сварка неповоротных стыков труб

Сварка неповоротных стыков труб является одним из непростых способов среди подобного рода работ. Осуществление сварки труб без поворота зависит от поперечного размера их стенок и положения в пространстве.

Подготовка к сварке

Соединяемые детали необходимо очистить от грязи, ржавчины, остатков краски и шпака. Это нетрудно сделать с помощью обработки механическим способом.

Затем производится разметка. С чертежа на металл переносят размеры конструкции, используя для этого рулетку и угольник. При разметке необходимо следить, чтобы полученный после отрезки торец был перпендикулярен оси трубы. Поскольку при сварке длина заготовок уменьшится, то оставляется припуск.

При поперечном стыке он равняется одному миллиметру, а на каждый миллиметр продольного стыка - 0,1-0,2 миллиметра. В зависимости от того, какой диаметр имеют соединяемые трубы резку заготовок можно проводить термическим способом или электроинструментом, например, болгаркой. При совмещении заготовок необходим контроль их соосности и тщательная фиксация.

Для сборки конструкции из неповоротных труб удобно применять прихватки - короткие швы, выполняемые поперек основного шва. Их размер зависит от диаметра труб и толщины их стенок, и находится в диапазоне 20-120 миллиметров. Прихватки предотвратят свариваемые детали от сдвига.

Также для фиксации может использоваться механическое оборудование.

Технология сварки

Сварка поворотных стыков труб может осуществляться левым или правым способом.

Сварка труб в неповоротном положении имеет более сложную технологию. Во многом это зависит от того, каким образом свариваемые трубы расположены в пространстве и их диаметр.

Существующие расположения стыков:

В вертикальной плоскости. Ось трубы расположена горизонтально.
В горизонтальной плоскости. Ось трубы расположена вертикально.
Расположенные под углом.

Если трубы имеют размер стенок свыше трех миллиметров, то их сваривают посредством наложения слоев. Высота каждого из них не должна быть более четырех миллиметров. Если осуществляется сварка неповоротных труб дуговой сваркой, то ширина валика делается равной сумме 2-3 диаметров используемого электрода.

Наиболее рациональным является применение сваривания обратно-ступенчатым методом. При этом длина участка должна находиться в диапазоне 150-300 миллиметров. Сваривание осуществляется с помощью короткой дуги, величина которой равняется половине диаметра применяемого электрода.

Перекрытие швов, называемое замком, находится в зависимости от размера поперечного сечения труб, и обычно составляет 20-40 миллиметров. Играет роль при сварке труб положение электрода. Способ «углом назад» применяют в начале сварки, а «углом вперед» заканчивают ее.

Наиболее часто применяется сварка в три слоя. Сначала делается коренной шов, потом происходит заполнение кромок, а затем выполняется лицевой шов.

Сварку начинают с потолочного положения, расположенного внизу труб, а затем переходят к вертикальному и нижнему.

Первый слой выполняют, делая электродом возвратно-поступательные движения, задерживая при этом дугу над ванночкой, куда будет стекать расплавленный металл. Силу тока выбирают порядка 140-170 ампер. Необходимо следить, чтобы на свариваемый металл не попадали крупные брызги.

Чтобы в металле не возникло прожогов, сварку необходимо вести короткой дугой, не удаляя ее от ванны более, чем на пару миллиметров. Накладывать последующий слой следует таким образом, чтобы он перекрывал предыдущий. Электрод должен двигаться от одной кромки до другой, совершая поперечные колебания по принципу «полумесяц».

Горизонтальное расположение

Сварка горизонтальных стыков труб - непростая операция, поэтому рекомендуется выполнять ее опытным мастерам. Особую трудность представляет собой необходимость постоянной регулировки угла наклона электрода.

Сварка труб в горизонтальном положении осуществляется в следующей последовательности:

Потолочная. Расположена внизу.
Вертикальная. Расположена вертикально.
Нижняя. Расположена наверху.

Каждый из этапов выполняется непрерывно. Начинать следует с потолочной части, отойдя вправо от вертикальной оси на небольшое расстояние, а затем двигаться по часовой стрелке наверх.

При выполнении потолочного шва силу тока увеличивают.

Электроды для горизонтальной сварки используют диаметром четыре миллиметра. Электроды перемещают возвратно-поступательным способом, что позволяет создавать ниточный валик высотой не более полутора миллиметров. После создания первого валика необходимо зачистить его поверхность.

Вторым валиком закрывают нижний. При сваривании последнего валика силу тока повышают с 160 до 300 ампер, а электроды выбирают с диаметром пять миллиметров.

Вертикальное расположение

При сварке вертикальных стыков начинать процесс следует с потолочного положения. Технология сварки находится в зависимости от диаметра свариваемых труб.

При мере перемещения по окружности свариваемых труб, расположенных вертикально, необходимо осуществлять изменение угла наклона электрода.

Выполнение замков

При сварке неповоротных труб на выполняемые швы накладывают замок. Это является профилактикой появления таких дефектов, как сквозные поры. Швы перекрываются на величину в 5-15 миллиметров.

Техника безопасности

Сварка неповоротных стыков трубопроводов и других крупных круглых деталей имеют повышенный уровень опасности. Поэтому необходимо выполнение имеющихся требований и рекомендаций.

Для выполнения таких соединений необходимы специально оборудованные площадки. Они должны быть изолированными, чтобы не подвергать опасности находившихся рядом людей.

При соединении неповоротных труб большого диаметра и веса следует применять специальные подъемники, представляющие собой транспортно-подъемные машины. Обязательно наличие вентиляции. Необходимо заземление всех металлических деталей и элементов. На месте сварки должно быть достаточное освещение.

Положение при сварке

Сварка является процессом, без которого невозможно создать ни одну металлическую конструкцию. Серьезное отношение к этому процессу подтверждает большое количество нормативных материалов, регламентирующих пространственное положение шва при сварке. В методических указаниях приводятся сведения, каким должно быть положение электрода при сварке различными способами. Это имеет большое практическое значение, поскольку техника сварки швов в различных положениях не является одинаковой.

В зависимости от пространственного положения существуют разные условия для правильного формирования сварного шва, требования к его внешнему виду, наличию дефектов. Существенное влияние положение при сварочном процессе оказывает на его производительность, что учитывается при составлении технологической карты на узел изделия, где имеется сварное соединение.

Обозначение

Имеющаяся классификация сварных швов содержит обозначение положение при сварке. Каждому виду присваиваются цифры и буквы, которые четко указывают на разновидность шва. Эти обозначения указываются в чертежах на изделия, где присутствует сварное соединение. Сварщик при обучении своей профессии обязан изучить обозначения положений шва при сварке и доказать свои знания на экзамене. Это даст ему возможность без труда "читать" чертеж на изделие и делать практические выводы.

Принцип присваивания буквенного обозначения достаточно прост. Используется первая буква слова, обозначающего положение шва в пространстве. Существует не так уж много видов положения шва в пространстве, поэтому буква "В" будет однозначно восприниматься как вертикальный, а буква "П" как потолочный. Имеется более подробная градация, где основная буква пишется мелким шрифтом, а перед ней ставится большая буква "П", обозначающая "полу".

Обозначения могут иметь более подробный характер, когда в них указывается вид соединения или направление сварки. Так, например, П2 означает, что соединение тавровое потолочное, а положение при сварке В1 указывает на то, что при вертикальном положении шва сварка ведется способом снизу вверх. Положения при сварке Н1 и Н2 оба свидетельствуют о нижнем положении. Но дальше имеются различия.

Положение при сварке Н1 означает, что положение нижнее, а дальше два варианта: первый - стыковое, второй - "в лодочку". Н2 - нижнее положение при тавровом соединении. Н45 положение при сварке является переменным. Такое положение используется для сварки труб, когда их оси имеют наклонное положение на 45 градусов. Сварка при этом осуществляется без их поворота.

Когда приобретаются электроды, выпущенные иностранными производителями, положения швов, для которых они предназначены, указаны стрелками, в чем не трудно разобраться.

Обозначения имеются также в зависимости от свариваемых деталей.

Введение общепринятых обозначений систематизирует понятия о различных положениях при сварочном процессе. Сварщикам необходимо пройти аттестацию, которая начинается с экзамена по практике. Если он пройден успешно, то кандидат должен ответить на теоретические вопросы по основам сварочного дела. Они могут различаться в зависимости от направления, выбранного будущим сварщиком. Но существуют общие вопросы, знание которых является обязательным. К таким вопросам относится обозначения швов при различных пространственных положениях сварки.

Имеющиеся положения

Пространственные положения при сварке имеют четыре варианта. Наиболее легко выполнимое из них - горизонтальное нижнее положение. Наиболее трудным считается тоже горизонтальное положение шва, но располагающееся наверху, и имеющее название полочного. Шов в горизонтальном направлении не обязательно выполняют внизу или наверху. Он может располагаться в центре вертикальной стенки. Оставшийся вариант принадлежит вертикальному положению.

Различные положения сварки в пространстве имеют свои нюансы при выполнении сварки. От вида положений зависит расположение электродов.

Нижнее

Такое положение является самым желанным для любого сварщика. Этот вариант применяют, когда свариваются несложные детали небольшого размера или, если к качеству шва не предъявляются строгие требования. Положение электрода при этом виде является вертикальным. В этом положении возможно сваривание, как с одной стороны, так и с двух.

На качество шва в нижнем положении оказывают влияние толщина свариваемых деталей, размер зазора между ними, величина тока. Этот метод имеет высокую производительность. Недостатком является возникновение прожогов. При нижнем положении можно использовать способы стыкового и углового соединений.

Горизонтальное

При таком виде соединяемые элементы находятся в вертикальной плоскости. Сварной шов расположен горизонтально. Электрод принадлежит горизонтальной плоскости, но расположен перпендикулярно шву. Затруднение при работе вызывает возможное расплескивание жидкого металла из сварочной ванны и попадание под действием собственного веса прямо на расположенную внизу кромку. Перед началом работы необходимо произвести подготовительные работы, а именно, подрез кромки.

Вертикальное

Свариваемые детали располагают в вертикальной плоскости таким образом, чтобы шов между ними также был вертикальным. Электрод при этом расположен в горизонтальной плоскости перпендикулярно шву.

Сохраняется проблема падения вниз капель раскаленного металла. Работу следует выполнять исключительно на короткой дуге. Это предупредит попадание жидкого металла в кратер шва. Рекомендуется применение электродов с покрытием, увеличивающим вязкость содержимого сварной ямы. Это будет значительно уменьшать стекание расплавленного металла вниз.

Из двух существующих способов перемещения по возможности следует выбирать движение снизу наверх. Тогда неизбежно стекающий металл будет при застывании образовывать ступеньку, препятствующую дальнейшему его сползанию. Это занимает длительное время. При использовании способа сверху вниз производительность увеличивается за счет снижения качества шва.

Потолочное

По сути, является горизонтальным швом, расположенным в неудобном для работы месте. Сварщику приходится длительное время пребывать в сложной позе с вытянутой рукой. От квалификации это, понятное дело, не зависит, но у опытных мастеров имеются свои приемы, облегчающие процесс сварки в этом положении. В любом случае необходимо периодически делать перерывы.

Положение при сварке деталей будет горизонтальным, а электрода - вертикальным. Шов расположен внизу кромок. Главный риск получения некачественного шва заключается в том, что жидкий металл стекает вниз, но не всегда попадает в сварочную ванну.

При потолочном способе ведения сварки следует использовать небольшой ток и минимально короткую дугу. Электроды должны иметь небольшой диаметр и тугоплавкое покрытие, удерживающее капли металла за счет поверхностного натяжения. Этот вид сварки является особенно нежелательным, когда предстоит соединение деталей малой толщины.

Положение электрода

Когда осуществляется сварка, угол, под которым находится электрод, имеет большое значение. Правильно выбранный угол наклона электрода при сварке позволит контролировать весь процесс и вовремя вносить коррективы. Под каким углом держать электрод при сварке не указывается в чертеже, а выбирается самим сварщиком.

Имеются следующие основные виды положения электрода:

Сварка углом вперед. Этот способ выбирают при необходимости сварки в труднодоступных местах. Он имеет существенные недостатки. Образующийся шлак в жидком состоянии находится все время впереди, что мешает процессу сварки. Дуга может погаснуть совсем или начнет "блуждать". Не исключено появление пропущенных участков, что сильно снижает качество шва.
Сварка углом назад. Находит применение при сварке стыков и в угловом варианте. Угол наклона электрода так же, как и в первом способе, находится в пределах 30-60°С. Сварочная дуга, напирая на жидкий шлак, вытесняет его из ванны и расплавленный металл лишается его прикрытия. На оголенном участке начинается быстрая кристаллизация.
Под прямым углом. Расположение электрода перпендикулярно шву оставляет возможность контроля над жидким шлаком, и заставлять его перемещаться вслед за сварочной ванной. Это оказывает благоприятное влияние на качество шва. Если будет замечено, что шлак оказался перед электродом, то надо на небольшое время перейти на способ "назад углом". Это позволит отбросить шлак за электрод.

Движение электрода

Движение электрода при ручной дуговой сварке является колебательным. Траектория движения электрода выбирается в зависимости от вида соединения и толщины свариваемых элементов.

Перемещением электрода вдоль оси сварного шва достигает получение тонкого "ниточного" валика. Его поперечный размер зависит от толщины электрода и скорости его движения. Движение электрода при сварке в поперечном направлении позволяет получить сварной шов требуемой толщины. Движения носят возвратно-поступательный характер.

Амплитуда колебаний зависит от характеристик свариваемого материала и размера шва. Конец электрода может описывать различные движения типа "лестница", "елочка", "треугольники" и другие. Они выбираются мастером перед началом процесса сварки. Такие широкие возможности позволяют сделать правильный выбор для получения качественного и красивого шва.

Газовая сварка в различных пространственных положениях требует обязательной подготовки. Она заключается в очищении от загрязнений, окалин, остатков краски. Перед сваркой детали скрепляют прихватками - соединениями в виде небольших швов. Это необходимо для того, чтобы величина зазора оставалась постоянной. Если сваривается тонкий металл, то длина прихваток не должна быть более 5 мм. При толстом материале и длинном шве их длину можно увеличить до 30 мм.

Сварка электродом

Техника сварки электродом, прежде всего, предполагает ручную дуговую сварку. Несмотря на появление новых технологий, она остается самой простой и доступной. Шов становится более качественным и надежным при применении различных флюсов.

Ручная сварка находит применение в разных областях, особенно хорошо она подходит для углеродистых сталей. Проверенным вариантом является сваривание с помощью электрооборудования. Самым прогрессивным методом считается использование инвертора.

Соединения бывают нескольких типов. Сварные швы бывают стыковые и угловые. К стыковым швам относится соединения двух деталей, которые плотно соприкасаются своими торцами. Находят широкое применение. Используются при различных технологиях. Преимуществами являются высокая производительность процесса сварки, небольшой расход материала. При соблюдении технологии получается шов высокой прочности. Необходима предварительная подготовка кромок.

Стыковой вид применяется для соединений листов, труб и сортового проката. При угловом соединении детали находятся под углом друг к другу. В месте их контакта пролегает сварочный шов. Размер угла зависит от конструкции изделия. Может применяться для приваривания трубы к поверхности.

Типы сварного шва СШ и УШ расшифровываются как стыковой и угловой соответственно.

Тавровое - соединение, в котором торец одной детали приваривается к поверхности другой. Как правило, угол между ними составляет 90°С. Основное требование - торец присоединяемой детали должен быть обрезан и тщательно обработан. Это обеспечит хорошее смыкание свариваемых поверхностей. Требуется предварительная разделка кромок.

При большой толщине снимают фаску с обеих сторон, что обеспечивает хорошее проваривание деталей. Тавровое соединение получается удачно при установке деталей в "лодочку". При этом электрод можно располагать вертикально. При сваривании толстых деталей имеется возможность многопроходного соединения. Такую установку применяют при автоматической сварке.

При нахлесточном соединении детали расположены в пространстве параллельно друг другу, но при этом одна из них на небольшом участке перекрывает вторую. Этот вид применяется при контактной и точечной сварке. Предварительная разделка кромок не требуется, поскольку они не участвуют в соединении. Толщина свариваемых деталей имеет ограничение - она не должна превышать 10 мм.

Разделение на различные виды осуществляется по форме:

Нормальные. Получается при использовании длинной дуги. Хорошо выдерживают динамические нагрузки, поскольку между дорожкой и основным материалом отсутствует перепад.
Выпуклые. Называются усиленными. Такую форму дает короткая дуга. Ширина шва становится меньше и образуется выпуклость. Получаются при многослойном покрытии, что приводит к большому расходу материала.
Вогнутые. Называются ослабленными. Вогнутость корня имеет форму канавки. Возникают при неправильной технологии или недостаточной подготовке стыкуемых поверхностей. Используются для тонких металлов.

При сваривании следует стремиться к получению нормального, а значит красивого, сварного шва.

Существуют и другие разделения сварных соединений:

Односторонняя сварка. Соединение выполняется только с одной стороны. Обозначение - ос (ss), где первые две русские буквы соответствуют наименованиям вида сварки, а в скобках указано международное написание.
Двусторонняя сварка. Имеются соединения с двух сторон. Обозначение - дс (bs).
Соединения, которые выполняются на подкладке - снимающейся или остающейся, а также на подкладном кольце. Обозначение - сп (mb), где русские буквы означают "с подкладкой".
На весу, то есть, без подкладки. Обозначение - бп (nb). Вид сварного соединения ос бп означает, что сварное соединение подкладки не имеет. Вид соединения при сварке ос бп говорит о том, что сварочное соединение было совершено без подкладки.
Изделия, выполненные сваркой с предварительной зачисткой корня, обозначаются зк (gg), а без зачистки - бз (ng). Что обозначают буквы, понять не трудно.
Какой вид сварного соединения обозначается гз gb? Когда применяется газовая защита, обозначение сварки принимает вид - гз (gb).

Система обозначений носит понятный и легко запоминающийся характер.

Сварные швы также имеют разделение по их конфигурации. Они бывают прямолинейными, криволинейными и спиральными или иначе кольцевыми. Выбор осуществляется независимо от положения шва в пространстве. Все эти виды сочетаются со стыковым и нахлесточном соединениями. В зависимости от протяженности швы бывают сплошными и прерывистыми.

Подготовка кромок

Правильная подготовка кромок к свариванию является залогом получения качественного шва при его любых пространных положениях.

Подготовка к свариванию состоит из нескольких этапов:

правка металла;
разметка изделия;
резка;
зачистка соединений;
небольшой подогрев;
обработка кромок.

Правка выполняется в том случае, когда при транспортировке произошло деформирование изделий. Правка в горячем или холодном виде применяется в зависимости от размера изделия и сложности деформаций. Может выполняться вручную или с помощью приспособлений. Применяются молотки, кувалды, ручной пресс. При сложных повреждениях используют прессы с электродвигателями.

С помощью разметки задают необходимые размеры, обрезая лишние куски. При ручной разметке достаточно иметь линейку и штангенциркуль. Если разметка производится на партии одинаковых деталей, то используют шаблон. Чтобы получить нужный размер производят резку заготовок. Она бывает механическая и термическая путем плавления металла. Резку делают по нанесенным предварительно отметкам. Применяют также дуговую сварку, кислородный резак.

Зачистка изделий является важным этапом подготовки к свариванию. Нельзя оставлять на поверхности загрязнения, посторонние предметы и жировые пятна. Навредить может оксидная пленка. При химическом способе очистки детали погружают в емкость с химикатами.

Большую роль играет подготовка перед сваркой кромок. После зачистки им придают требуемую геометрическую форму. Для соединения тонких деталей кромку делают плоской, а для толстых изделий кромки делают в форме букв "V" или "X". Особенно актуальна подготовка кромок при сваривании труб. Правильный скос в этом случае снимет напряжение при эксплуатации.

Более качественной является холодная подготовка. Внимательного отношения требует сварка труб. На глубину снимаемого слоя влияет марка металла. Толщина стенок в месте сваривания должна быть одинаковой, а торец трубы перпендикулярным ее оси.

Читайте также: