Сварка вертикальных горизонтальных и потолочных швов

Обновлено: 19.05.2024

Электросварка – технология объединения структуры металлов нагревом и расплавлением электрической дугой. Она получила широкое распространение в самых разных сферах народного хозяйства, включая частный сектор.

По сути, таким методом можно выполнять сваривание между собой любых металлов, учитывая температуру электрической дуги (7000-8000 градусов). Но прежде чем обратиться к этой технологии, придётся изучить, как варить вертикальный шов электросваркой, и разобраться с техникой получения горизонтального шва.

Сварные швы: общие определения

Технология сваривания металлов тесно связана с понятием – сварной шов. Таковой формируется в процессе застывания металла, расплавленного дуговой электросваркой.

В зависимости от места исполнения сварки шов может располагаться горизонтально или вертикально. Кроме того, пространственное расположение шва может быть нижним, боковым, верхним.

Виды сварных швов: 1 – горизонтальный в нижней плоскости; 2 – горизонтальный в верхней плоскости (потолочный); 3 – горизонтальный в боковой плоскости; 4 – вертикальный в боковой плоскости

Наиболее простой и легкой для исполнения считается укладка сварных швов в плоскости нижнего горизонта. В таких условиях расплавленный металл достаточно легко поддаётся контролю.

Простой сварочный шов, уложенный в нижней горизонтальной плоскости. Это самый легкий тип шва, что встречается в практике сварочной технологии

Оставшиеся варианты расположения швов в пространстве (боковое и верхнее) признаны технологически сложными для исполнения, требующими изучения техники сварки, наработки соответствующего опыта.

Сварной шов получается в результате кристаллизации расплавленного металла. Он относится к наиболее прочным видам соединений, применяемым в сборке металлоконструкций различного назначения и масштаба

Сварные соединения относятся к разряду неразборных. Они обладают максимальной прочностью, т.к. производятся на молекулярном уровне. Однако в зоне сварки кристаллическая решетка разрушается и структура металла изменяется

По своей форме относительно оси все сварные швы делятся на выпуклые, плоские и вогнутые. Самый прочный первый вариант, но он требует опыта и аккуратности при выполнении

Вертикальные и горизонтальные сварные швы производят по стыковой технологии. Они различаются по глубине проплавления и толщине

Для статической нагрузки нужны выпуклые сварные швы. Вогнутые в большинстве случаев считаются браком, плоские используют в конструкциях для динамической нагрузки

В сварке труб и закругленных конструкций используются стыковые швы, технология выполнения которых схожа с выполнением горизонтальных и вертикальных

По нормативам выпуклость горизонтальных и вертикальных швов не может превышать 1 мм, если толщина соединяемого металла до 26 мм. Если толщина больше 26 мм, то толщина шва может быть 2 мм, а углового 3 мм

На качество создаваемого шва немалое влияние оказывает скорость его выполнения. Не следует слишком торопиться и слишком медленно "вести" электрод для получения прочного непрерывного сварного шва

Как варить вертикальный шов?

Сложность контроля сварки в условиях создания вертикального шва обусловлена обычным физическим явлением – силой тяжести. Таковая оказывает действие на массу расплавленного металла, который будучи в жидком виде, устремляется вниз.

Здесь действия профессионального сварщика заключаются в том, чтобы не дать расплавленной массе оторваться от места сваривания. Достичь такого результата поможет стабильно горящая электрическая дуга, удерживаемая на минимально допустимом расстоянии от конца электрода до сварочной ванны.

Техника снизу вверх

Вертикальный стык, как правило, заваривают ходом электрода в направлении от нижней точки к верхней. Такой маршрут обеспечивает более стабильный контроль, а электрическая дуга уверенно держит ванну с расплавом, предупреждая растекание. Именно проходом снизу вверх удаётся сформировать максимально качественный вертикальный шов.

Техника формирования вертикального шва по направлению снизу вверх. Для получения требуемой ширины шва и глубины провара мастера используют разные варианты «рисования» электродом

Конечно же, перед началом сваривания вертикального шва следует подготовить границы стыка, обработать в соответствии с техническими требованиями. Сварочный аппарат нужно настроить под условия сварки (выставить ток, подобрать электрод).

Изначально по линии стыка делаются несколько точечных «прихваток» — сварка коротким швом (1 — 2 см). Цель таких действий — исключить в процессе нагрева смещение свариваемых частей по причине температурной деформации.

Пример вертикального шва, полученного после сварки двух металлических пластин квалифицированным сварщиком. Использовалась техника направления перемещения электрода снизу вверх

Когда делается сварка стыка вертикально, угол удержания электрода относительно плоскости, на которую будет ложится шов, выдерживают в пределах 45-90º.

Инструкция сварщика устанавливает следующие действия:

Контактом электрода о металл зажигается дуга.
Делаются «прихватки» в 3-4 точках по линии стыка от её середины к краям.
Сварка начинается в нижней точке линии стыка.
Ход электрода направлен вверх, сварочная ванна удерживается в рабочей зоне.

Продвигать электрод следует с умеренной скоростью. Главный скоростной критерий — образование оптимального количества расплава сварной ванны.

Одновременно с вертикальным ходом электрода допустимы поперечные зигзагообразные движения «полумесяцем», «елочкой» или другим «рисунком». Но техника поперечного хода видится актуальной только на металлах с толщиной стенки больше 4 мм.

Сваривать металл вертикальным швом рекомендуется одним проходом без остановки. Для начинающих сварщиков в этом видится сложность. Однако опыт нарабатывается быстро.

Техника сверху вниз

Набравшиеся опыта, сварщики без труда укладывают вертикальный шов движением электрода сверху вниз. В чём заключается хитрость исполнения такой операции?

Всё просто: поджигая электрическую дугу, электрод устанавливают относительно рабочей плоскости под углом 90º. Как только металл в точке образования дуги начинает расплавляться, угол установки электрода изменяют на 15-20º, немного опуская держатель.

Техника производства вертикального шва при направлении движения электрода сверху вниз. В этом варианта применяются несколько иные формы поперечной «отрисовки» электродом

Проводка электрода по линии стыка толстостенных металлов также выполняется поперечными зигзагами «пилообразной» или «прямоугольной» формы. Некоторые сварщики пользуются методикой «волнообразного» распределения расплава.

Между тем, способ формирования вертикального шва по направлению сверху вниз сопровождается большими сложностями для сварщика. Однако, по мнению многих специалистов, сварка в таком виде даёт лучший результат в плане качественных показателей.

Технология варки горизонтального шва

Специфика сварки горизонтального шва практически та же, что и для вертикального. Технические нюансы – опять же манипулирование углами установки электрода.

Направление движения в процессе сваривания деталей на стыке может выбираться от его крайней левой точки до крайней правой точки или наоборот. Конкретный выбор направления определяется сварщиком, исходя из степени личного удобства.

Стандартная техника формирования горизонтального шва и практикуемые формы поперечной «отрисовки», применяемые для получения нужных значений ширины и глубины шва

Но как правильно варить горизонтальный шов электросваркой, чтобы исключить вытекание расплава из колеи по причине действующей силы тяжести?

Здесь сварщику нужно подобрать такое положение электрода, при котором сила горения электрической дуги была бы равноценна силе тяжести капель металла. Возможно, потребуется настроить силу тока и опытным путём подобрать оптимальную скорость перемещения электрода.

Обычно сварку горизонтального шва ведут непрерывно до полного завершения. Однако если не удаётся держать под контролем расплав (сварочную ванну), можно попытаться изменить технику – перейти на ход с периодическим гашением дуги.

Все эти тонкости нарабатываются с приходом опыта выполнения сварочных работ. Поэтому не стоит отчаиваться, если с первых попыток ничего не получается.

Практический пример горизонтальных сварных швов, сделанных на металлических пластинах, установленных вертикально. Верхний вариант выполнялся по направлению слева направо, нижний справа налево

Формирование горизонтального шва нужной ширины и глубины провара, как правило, достигается за счёт аккуратного поперечного перемещения горящего конца электрода от края одной стыкуемой детали до края другой.

На сварке металлов толщиной до 4 мм применяют разные варианты «рисунка» поперечного хода электрода. Каких-то конкретных рекомендаций на этот счёт нет. Главное – получить требуемую ширину шва и глубину провара.

Электрическая дуга: контроль оптимальной длины

Величину зазора между горячим концом электрода и плоскостью металла, достаточную для образования электрического разряда, называют длиной дуги. Одна из главных основ инструкции сварщика – это контроль оптимальной длины дуги.

Теоретически в режиме сварки можно получить три дуговых промежутка:

короткий (1 – 1,5 мм);
длинный (3,5 – 6 мм);
нормальный (2 – 3 мм).

Для режима горения короткой дуги характерным является недостаточный прогрев металла по ширине. По краям шва, в таких случаях, отмечается так называемый «подрез» — небольшое углубление. Наличие подобного дефекта свидетельствует о низких качественных показателях сварного шва.

Особое значение для техники сварки имеет длина электрической дуги. Именно за счёт этого параметра выстраивается правильная или неправильная структура сварного шва

Режим сварки длинной дугой, как правило, сопровождается её периодическим гашением. Здесь отмечается малый прогрев металла по глубине. О хорошем качестве шва говорить тоже не приходится.

Таким образом, остаётся единственный вариант, на который следует ориентироваться начинающему сварщику – нормальная длина дуги, которая должна составлять не более Ld = 0,5-1,1 * Dэ (Ld – длина дуги; Dэ – диаметр электрода).

Управление положением электрода

Сварочный процесс может выполняться при положении электрода углом вперёд, углом назад, прямым углом. Применяя любой из этих трёх технологических приёмов, сварщик способен создавать швы в разных условиях производства работ.

Варианты угловых положений электрода для производства сварочных работ. Синие стрелки указывают направление перемещения электрода

Так, способ «углом вперёд» традиционно применяется для соединения элементов горизонтальным и вертикальным швами в условиях верхнего расположения деталей в пространстве (потолочная сварка). Эта же техника успешно используется для сварки неповоротных стыков труб или при сооружении самодельной печки из газового баллона.

Удерживая электрод строго под прямым углом (90º), сварщик обеспечивает исполнение работ в местах труднодоступных. Наконец, техника «угла назад» позволяет качественно выполнять сварочные работы на угловых стыках.

Устанавливая электрод «углом вперёд», обычно работают с тонкостенными металлами. В таком положении электрода получают широкий шов малой глубины. На толстостенных металлах, напротив, стараются применять технику «углом назад», обеспечивая прогрев металла на достаточную глубину.

Параметры тока и перемещение электрода

Значение силы тока и скорость перемещения электрода – значимые факторы, оказывающие влияние на качество шва. Сварка большими токами сопровождается прогревом металла до большой глубины, что позволяет наращивать скорость перемещения электрода. При условии оптимального соотношения тока и скорости движения электрода получают ровный качественный шов.

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

Перемещая электрод с определенной скоростью, следует учитывать величину мощности дуги. Чрезмерно быстрая подача электрода при малой мощности не сможет обеспечить достаточной температуры прогрева.

Как результат – не удастся проварить металл до нужной глубины. Шов просто «ляжет» на поверхности, едва «прихватив» границы кромок.

Прожженный металл в точке недопустимо медленного продвижения электрода. Часто встречающийся дефект на сварке тонкостенных металлов дугой повышенной мощности

Напротив, в условиях чрезмерно медленного продвижения электрода создастся атмосфера перегрева, что грозит деформацией металла на линии сваривания. Если металлические элементы имеют тонкую структуру, мощная дуга попросту прожжёт металл.

Успешно попрактиковаться на поприще начинающего сварщика и отточить навыки выполнения швов можно при изготовлении печки на отработке, основой корпуса которой является металлическая труба. Рекомендуем ознакомиться с полезной информацией.

Инструкция для начинающего сварщика

Сварочные работы допустимо выполнять только при условии применения соответствующей экипировки.

Стандартный комплект содержит:

Куртку, брюки, перчатки, обувь из несгораемых прочных крепких материалов.
Головной убор, полностью закрывающий заднюю часть головы.
Специальную защитную маску для лица и глаз.

Место сварщика необходимо оснастить рабочим столом, источниками света, шиной заземления, средствами защиты от поражения электрическим током и противопожарными средствами.

И еще перед началом работ надо скрупулезно проштудировать правила электросварки, рассмотреть и изучить методы и варианты выполнения соединений.

Выводы и полезное видео по теме

Предлагаем посмотреть видеопрактикум сварки: как варят горизонтальный и вертикальный швы:

Необязательно иметь квалификацию профессионального сварщика, но владеть техникой сварки желательно. Благодаря имеющимся навыкам сварного дела, у человека появляется больше возможностей для реализации различных бытовых проектов.

При желании изучить технологию можно всегда, а практический опыт поможет овладеть техникой производства работ на высоком уровне.

Хотите рассказать о собственном опыте в выполнении сварных швов? Знаете тонкости процесса, не приведенные в статье? Пишите, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке.

Как правильно варить швы: вертикальные, горизонтальные, потолочные

При электросварке для разогрева металла используют электрическую дугу. Она возникает между деталью и электродом — стержнем из токопроводящего металла (иногда из неметалла). От температуры дуги плавится металл. Зона сплавления в месте соединения деталей, называется сварным (сварочным) швом. Для разных металлов и разных видов соединений меняться может техника сварки, положение электрода, скорость его движения, амплитуда. Как правильно варить шов, чтобы соединение получилось не только надежным, но и красивым, поговорим дальше.

Виды сварных швов и соединений

Швы имеют довольно обширную классификацию. В первую очередь их разделяют по типу соединения делателей. В зависимости от требований к надежности, шов может накладываться с одной или с двух сторон. При двусторонней сварке конструкция получается более надежной и лучше держит форму. Если шов один, часто получается так, что изделие перекашивается: шов «тянет». Если их два, эти силы компенсируются.

Сварные швы в зависимости от вида соединения бывают стыковые (встык), тавровые, внахлест и угловые (Чтобы увеличить размер картинки щелкните по ней правой клавишей мышки)

Непроходимо отметить, что для получения качественного сварного шва, металл не должен быть ржавым. Потому места сварки предварительно зашкуривают или обрабатывают напильником — до полного исчезновения ржавчины. Далее, в зависимости от требований, стачивают или нет кромку.

Стыковое соединение (шов встык)

Шов встык в сварке используется при соединении листового металла или торцов труб. Детали укладывают так, чтобы между ними был зазор в 1-2 мм, по возможности жестко фиксируют струбцинами. В процессе сварки зазор заполняется расплавленным металлом.

Тонкий листовой металл — до 4 мм толщиной — сваривается без предварительной подготовки (зачистка ржавчины не в счет, она обязательна). В этом случае варят только с одной стороны. При толщине деталей от 4 мм, шов может быть одинарным или двойным, но требуется заделка кромок одним из представленных на фото способом.

При толщине детали от 4 мм до 12 мм, шов может быть одинарным. Тогда края зачищают любым из способов. Удобнее при толщине до 10 мм делать одностороннюю подготовку, а более толстые детали зачищают чаще в виде буквы V. U-образная зачистка сложнее в выполнении, потому используется реже. Если требования к качеству сварки повышенные, при толщине более 6 мм необходима зачистка с двух сторон и двойной шов — с одной и с другой стороны.
При сварке металла толщиной от 12 мм встык, точно необходим двойной шов, прогреть такой слой с одной стороны невозможно. Обрезка кромок двухсторонняя, в виде буквы Х. Использовать при такой толщине V или U образные зачистки кромок невыгодно: для их заполнения требуется в несколько раз больше металла. Из-за чего увеличивается расход электродов и значительно снижается скорость сварки.

Если все-таки решено металл большой толщины варить с односторонней разделкой, заполнять шов нужно будет в несколько проходов. Такие швы называют многослойными. Как в этом случае варить шов показано на рисунке ниже (цифрами обозначен порядок укладки слоев металла при сварке).

Как варить стыковой шов: однослойный и многослойные (Чтобы увеличить размер картинки щелкните по ней правой клавишей мышки)

Соединение внахлест

Этот тип соединения используется при сварке листового металла толщиной до 8 мм. Проваривают его с двух сторон, чтобы между листами не попала влага и не было коррозии.

При выполнении шва внахлест, необходимо правильно выбрать угол наклона электрода. Он должен быть порядка 15-45°. Тогда получается надежное соединение. При отклонении в ту или другую сторону основная масса расплавленного металла находится не на стыке, а в стороне, прочность соединения значительно снижается или детали остаются вовсе не соединенными.

Как правильно держать электрод при сварке внахлест (Чтобы увеличить размер картинки щелкните по ней правой клавишей мышки)

Тавровое и угловое соединение

Тавровое соединение в сварке представляет собой букву «T», угловое — букву «Г». Тавровое соединение может быть с одним швом или двумя. Кромки также могут разделывать или нет. Необходимость разделки кромки зависит от толщины свариваемых деталей и количества швов:

толщина металла до 4 мм, шов одинарный — без обработки кромок;
толщина от 4 мм до 8 мм — без обработки кромок шов двойной;
от 4 мм до 12 мм — одинарный шов с разделкой с одной стороны;
от 12 мм кромку спиливают с двух сторон, и шва делают тоже два.

Угловой шов можно рассматривать как часть таврового. Рекомендации тут точно такие же: тонкий металл можно сваривать без разделки кромок, для большей толщины приходится снимать часть с одной или двух сторон.

Как подготавливать металл для углового соединения (с одни или двумя швами)

Угловые и тавровые стыки иногда приходится варить с обоих сторон (два шва). Чтобы правильно варить такой шов, детали поворачивают так, чтобы металлические плоскости находились под одинаковым углом. На фото этот способ подписан «в лодочку». Так проще рассчитывать движения электрода, особенно новичку с сварке.

При соединении тонкого и толстого металла угол наклона электрода должен быть другим — порядка 60° к более толстой детали. При таком положении большая часть прогрева придется на него, тонкий металл не прогорает, что может случиться, если угол наклона будет 45°.

Сварка угловых швов

При сварке угловых швов необходимо следить за положением и движением электрода. У вас должен получаться шов с равномерным заполнением. Проще это реализовать, если выставить детали для сварки «в лодочку», но такое получается не всегда.

Если нижняя плоскость расположена горизонтально, часто получается так, что на вертикальной плоскости, а также в самом углу металла мало: он стек вниз. Это происходит, если в вершине угла электрод находится меньше времени, чем возле боковых его поверхностей. Движение кончика электрода должно быть равномерным. Вторая причина — слишком большой диаметр электрода, который не позволяет опуститься ниже и прогреть нормально место стыка.

Чтобы избежать появления этого дефекта дугу разжигают на горизонтальной поверхности (в точке «А»), двигая электрод к вертикальной поверхности, затем круговым движением возвращют его на место. Когда электрод находится над стыком, он имеет наклон 45°, по мере его продвижения вверх угол чуть уменьшается (рисунок на картинке слева), при переходе на горизонтальную поверхность, угол увеличивается. При такой технике шов будет заполненным равномерно.

Сварка углового шва — положение и движение электрода

При сварке угловых соединений следите еще и за тем, чтобы время нахождения электрода во всех трех точках (по сторонам и в центре) было одинаковым.

Положение в пространстве

Кроме разных типов соединений швы могут по-разному располагаться в пространстве. Бывают они в нижнем положении. Для сварщика это самый комфортный. Так проще всего контролировать сварную ванну. Все остальные положения — горизонтальный, вертикальный и потолочный шов — требуют определенных знаний техники сварки (о том, как варить такие швы читайте ниже).

Виды сварных швов по положению в пространстве: вертикальный горизонтальный, потолочный

Как варить шов

При сварке в нижнем положении никаких сложностей не возникает даже у начинающего сварщика. А вот все остальные положения требуют знания технологии. Для каждого положения есть свои рекомендации. Техника выполнения сварных швов каждого типа рассмотрена ниже.

Сварка вертикальных швов

Во время сваривания деталей, находящихся в вертикальном положении, расплавленный металл под действием силы тяжести сползает вниз. Чтобы капли не отрывались, используют более короткую дугу (кончик электрода находится ближе к сварной ванне). Некоторые мастера, если позволяют электроды (не залипают), вообще их опирают на деталь.

Подготовка металла (разделка кромок) проводится в соответствии с типом соединения и толщиной свариваемых деталей. Затем их фиксируют в заданном положении, соединяют с шагом в несколько сантиметров короткими поперечными швами — «прихватками». Эти швы не дают деталям смещаться.

Вертикальный шов можно варить сверху-вниз или снизу-вверх. Удобнее работать снизу-вверх: так дуга толкает сварную ванну вверх, препятствуя ее опусканию вниз. Так проще сделать качественный шов.

Как варить вертикальный шов снизу-вверх: положение электрода и возможные движения

В этом видео показано, как правильно варить вертикальный шов электросваркой с движением электрода снизу-вверх без отрыва. Продемонстрирована также техника короткого валика. В этом случае движения электрода происходят только вверх-вниз, без горизонтального смещения, шов получается почти плоским.

Выполнять соединение деталей в вертикальном положении можно с отрывом дуги. Для начинающих сварщиков это может быть более удобным: за время отрыва металл успевает остыть. При таком способе можно даже опирать электрод на полочку сварного кратера. Так проще. Схема движений практически такая же, как без отрыва: из стороны в сторону, петельками или «коротким валиком» — вверх-вниз.

Как варить вертикальный шов с отрывом смотрите в следующем видео. В этом же видеоуроке показывается влияние силы тока на форму шва. В общем случае ток должен быть на 5-10 А меньше рекомендованного для данного типа электрода и толщины металла. Но, как показано в видео, это не всегда справедливо и определяется экспериментально.

Иногда варят вертикальный шов сверху-вниз. В этом случае при розжиге дуги держите электрод перпендикулярно к свариваемым поверхностям. После розжига в таком положении прогрейте металл, потом опустите электрод и варите уже в таком положении. Сварка вертикального шва сверху-вниз не очень удобна, требует хорошего контроля сварной ванны, но и таким способом можно добиться неплохих результатов.

Как варить вертикальный шов электросваркой сверху-вниз: положение электрода и движения его кончика

Как варить горизонтальный шов

Горизонтальный шов на вертикальной плоскости можно вести как справа-налево, так и слева-направо. Разницы нет никакой, кому как удобнее, тот так варит. Как при сваривании вертикального шва, ванна будет стремиться вниз. Потому угол наклона электрода достаточно большой. Его подбирают в зависимости от скорости движения и параметров тока. Главное, чтобы ванна оставалась на месте.

Сварка горизонтальных швов: положение электрода и движения

Если металл стекает вниз, увеличивайте скорость движения, меньше прогревая металл. Еще один способ — делать отрывы дуги. За эти короткие промежутки металл немного остывает и не стекает. Также можно немного снизить силу тока. Только все эти меры применяйте поэтапно, а не все сразу.

В видео ниже показано, как правильно сваривать металл в горизонтальном положении. Вторая часть ролика о вертикальных швах.

Потолочный шов

Этот вид сварного соединения — самый сложный. Требует высокого мастерства и хорошего контроля сварной ванны. Для выполнения этого шва электрод держат под прямым углом к потолку. Дуга короткая, скорость движения — постоянная. Выполняют в основном круговые движения, расширяющие шов.

Зачистка сварных швов

После сварки на поверхности металла остаются брызги окалины, капли металла и шлака. Сам шов обычно выпуклый, выступает над поверхностью. Все эти недостатки можно устранить: зачистить.

Зачистку швов после сварки делают поэтапно. На первом этапе при помощи зубила и молотка сбивают окалину и шлак с поверхности. На втором, при необходимости, сравнивают шов. Тут понадобиться инструмент: болгарка, оснащенная шлифовальным диском по металлу. В зависимости от того, насколько гладкой должна быть поверхность используют разную зернистость абразива.

Иногда, при сварке пластичных металлов, требуется лужение — покрытие сварного шва тонким слоем расплавленного олова.

Дефекты сварных швов

Другие ошибки — при выборе силы тока и величины дуги — можно определить по форме шва. На словах описать их сложно, проще изобразить. На фото ниже показаны основные дефекты формы — подрезы и неравномерное заполнение, прописаны причины, их вызвавшие.

Ошибки, которые могут возникнуть при сварке

Непровар

Одна из ошибок, которые допускают начинающие сварщики: непровар

Этот дефект состоит в неполном заполнении стыка деталей. Этот недостаток необходимо корректировать, так как он влияет на прочность соединения. Основные причины:

недостаточный сварочный ток;
высокая скорость движения;
недостаточная подготовка кромок (при сварке толстых металлов).

Устраняется корректированием тока и уменьшением длины дуги. Подобрав правильно все параметры, от такого явления избавляются.

Подрез

Этот дефект — канавка вдоль шва на металле. Обычно возникают при слишком длинной дуге. Шов становится широким, температуры дуги для прогрева не хватает. Металл по краям быстро застывает, образуя эти канавки. «Лечится» боле короткой дугой или корректировкой силы тока в большую сторону.

Подрез в угловом соединении

При угловом или тавровом соединении подрез образуется из-за того, что электрод больше направлен на вертикальную плоскость. Тогда металл стекает вниз, снова образуется канавка, но уже по другой причине: слишком сильном нагреве вертикальной части шва. Устраняется снижением силы тока и/или укорочением дуги.

Прожог

Это сквозное отверстие в сварном шве. Основные причины:

Способы исправления понятны — пробуем подобрать оптимальный сварной режим и скорость движения электрода.

Поры и наплывы

Поры выглядят как небольшие отверстия, которые могут группироваться в цепочку или быть раскиданы по всей поверхности шва. Являются недопустимым дефектом, так как значительно снижают прочность соединения.

при недостаточной защите сварной ванны чрезмерном количестве защитных газов (электроды низкого качества);
сквозняке в зоне сварки, который отклоняет защитные газы и кислород попадает к расплавленному металлу;
при наличии загрязнений и ржавчины на металле;
недостаточной разделке кромок.

Наплывы появляются при сварке с присадочными проволоками при неправильно подобранных режимах и параметрах сварки. Представляют собой затекший металл, который не соединился с основной деталью.

Основные дефекты сварных швов

Холодные и горячие трещины

Горячие трещины появляются в процессе остывания металла. Могут быть направлены вдоль или поперек шва. Холодные появляются уже на холодном шве в тех случаях, когда нагрузки для этого типа шва чересчур велики. Холодные трещины ведут к разрушению сварного соединения. Эти недостатки лечатся только повторной сваркой. Если недостатков слишком много, шов срезают и накладывают повторно.

Холодные трещины ведут к разрушению изделия

Какие виды швов бывают и каковы особенности их сварки?

Виды сварки

Сварка позволяет формировать надежные соединения между металлическими деталями. Очень часто сварочные работы выполняются в различных пространственных положениях, от этого будет зависеть технология формирования шва.

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

Классификация сварочных соединений

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

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

Положение электрода при сварке.

В зависимости от способа выполнения работы разделяют швы:

односторонние;
двухсторонние – соединение выполняется с двух сторон изделия;
однослойные – выполняется за один подход с одним наплавленным валиком;
многослойные – количество слоев в данном случае равно числу «проходов».

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

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

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

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

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

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

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

Вертикальный шов

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

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

Таблица стыковых соединений.

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

в первую очередь в нижней точке зажигается дуга;
проводится подготовка горизонтальной поверхности, равной сечению шва;
сварочная ванна удерживается дугой, контролируемой наклоном электрода.

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

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

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

Стоит обратить внимание на влияние величины силы тока на шов.

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

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

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

Горизонтальные соединения

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

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

лучше класть сварочный шов слева направо;
электрод следует расположить немного назад на шов;
дугу зажигают на нижней кромке и после этого переводят на верхнюю;
движение стержня осуществлять по спирали.

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

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

Угловые швы

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

Выделяют несколько типов угловых швов:

нахлесточные;
тавровые;
с примыканием краев деталей;
с разделкой кромок и без.

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

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

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

Способы выполнения сварных швов.

Самые распространенные проблемы это:

нанесение наплавляемого металла на стороны детали неравномерным слоем;
подрезы, возникающие в результате «выгрызания» дугой с поверхности металла небольших участков;
непровар корня – характерный дефект, появляющийся у неопытных сварщиков в результате неправильного движения при сварке электрода по сторонам;
неправильный катет – недостаток, связанный с несоблюдением скорости веления электрода, а также с выбором неверных параметров сварки;
неправильный угол.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Разновидности швов при сварке.

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

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

Т-образный тип соединения

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

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

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

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

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

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

Нахлесточные соединения

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

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

Другие виды сварки

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

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

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

Стыковые

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

Чертеж сварочных швов.

Выполнять сварочный процесс можно несколькими способами:

в пространстве;
на съемной медной подкладке;
с предварительным швом.

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

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

Сварные многослойные

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

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

Кольцевые

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

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

Особенности техники подготовки к кольцевой сварке следующие:

изделие тщательно очищается;
деформированные участки обрезаются и выравниваются;
кромки зачищаются до блеска.

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

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

Потолочные

Характеристики разных видов сварных соединений.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Техника сварки вертикальных, горизонтальных и потолочных швов

1. Техника сварки вертикальных, горизонтальных и потолочных швов

План урока:
I. Техника сварки вертикальных швов
II. Техника сварки горизонтальных швов
III. Техника сварки потолочных швов

2. (I)Техника сварки вертикальных швов

• При сварке вертикальных швов капли
расплавленного металла стремятся стекать
вниз. Поэтому такие швы выполняют более
короткой дугой, при которой капли,
вследствие действия сил поверхностного
натяжения, легче переходят с электрода в
кратер шва.
• Конец электрода отводят вверх или в
сторону от капли, давая ей возможность
затвердеть.

• Вертикальные швы стыковые и угловые
могут выполнятся:
1. Снизу вверх;
2. Сверху вниз.
(1) Вертикальные швы лучше сваривать снизу
вверх, тогда нижележащий кратер будет
удерживать капли металла. Дугу
возбуждают в нижней точке шва. Сваркой
подготавливают горизонтальную площадку
сечением, равным сечению шва.

• При этом электрод совершает поперечные
колебания. Наибольший провар
достигается при положении электрода,
перпендикулярном вертикальной оси.
Стекание расплавленного металла
предотвращают наклоном электрода вниз
на 45-50°.
• Вертикальные швы выполняют с током на
10% меньшим, чем при сварке в нижнем
положении. При этом уменьшается объем
жидкого металла в кратере шва, что
облегчает сварку.

Используются электроды
диаметром до 4 мм.
Поперечные колебания
электрода: углом,
полумесяцем, "елочкой"

(2) Вертикальная сварка сверху вниз возможна
электродами дающими тонкий
шлак(«короткие» шлаки), металл в
сварочной ванне затвердевает быстрее и
стекания его не происходит. Например
электроды с целлюлозным покрытием (ОЗС9, АНО-9, ВСЦ-2, ВСЦ-3).
• Дугу возбуждают в верхней точке шва. После
образования капли жидкого металла электрод
наклоняют так, чтобы дуга была направлена
на жидкий металл.
• Рекомендуется в основном для сварки
тонких металлов (до 5 мм).

8. (II)Техника сварки горизонтальных швов

• Для уменьшения стекания металла при
выполнении горизонтальных швов скос
кромок делают только у верхнего листа.
Дугу возбуждают на нижней кромке, а
затем переводят ее на кромку верхнего
листа, поднимая вверх стекающую каплю
металла.

9. Схема сварки горизонтальных швов

• Горизонтальные швы толщиной более 8мм
выполняют многопроходными
(продольными ниточными валиками),
причем первый валик (корень шва)
выполняют электродом диаметром 4 мм, а
последующие— электродом 5 мм.

• Горизонтальные швы хуже по качеству, чем
вертикальные. При сварке возможно
образование подрезов на верхней кромке,
возможны шлаковые включения и поры в
корне шва.

12. (III)Техника сварки потолочных швов

• Наиболее трудно выполнять потолочные швы,
которые свариваются возможно более короткой
дугой и быстрыми колебательными
движениями. Для сварки потолочных швов
применяют электроды с покрытиями более
тугоплавкими, чем металл электрода. В этом
случае покрытие образует на конце электрода
чехольчик, удерживающий капли металла.

• В процессе сварки конец электрода то
удаляют, то приближают к ванне. При
удалении электрода дуга гаснет и металл
шва затвердевает. Для потолочной сварки
используют электроды диаметром 3-4мм.

• При сварке потолочных швов пузырьки газа,
всплывая, попадают в корень шва, что
снижает прочность сварного соединения.
Следовательно, для сварки в потолочном
положении необходимо пользоваться
хорошо просушенными электродами.
• Для сварки в любом пространственном
положении пригодны электроды марок:
ОМА-2, ОММ-5, ОЗЦ-1, ЦМ-7, ОЗС-4, ОЗС-2,
УОНИ-13/45

• Потолочная сварка применяется только при
монтаже крупных конструкций, сварке
неповоротных стыков трубопроводов,
ремонтной сварке и других подобных
работах, когда выполнение шва в нижнем
положении невозможно.

17. Самостоятельно

1.
2.
1 вариант
Самостоятельно
• 2 вариант
Чему д.б. равна длина дуги?
Преимущества Х-образной
разделки кромок.
3. Какие меры применяют для
надeжного провара корня шва?
4. В каких случаях применяют
многослойные швы?
5. Трудности при сварке угловых
швов.
6. В каком случае для угловых швов
делают разделку кромок?
7. Если толщина свариваемых листов
4 и 6мм, то чему равен катет шва?
8. Способы сварки вертикальных
швов.
9. Какие дефекты возможны при
сварке горизонтальных швов.
10. В каких случаях применяют
потолочные швы?
1.
2.
Недостатки сварки длинной дугой.
Недостатки V-образной разделки
кромок.
3. Какие меры применяют для
надежного провара корня шва?
4. Преимущества многослойных
швов.
5. Способы сварки угловых швов.
6. Угол скоса кромки в угловом шве.
7. Если толщина свариваемых листов
10 и 15мм, то чему равен катет?
8. Трудности при сварке
вертикальных швов.
9. Какую разделку кромок выполняют
для горизонтальных швов?
10. Какие трудности возникают при
сварке потолочных швов?

• Выбрать режим
сварки для
низкоуглеродистой
стали толщиной 80
мм, шов
вертикальный, длина
3000мм (указать
разделку кромок и
количество слоев).
• Выбрать режим
сварки для
низкоуглеродистой
стали толщиной 2мм,
шов потолочный,
длина 5000мм
(указать разделку
кромок и количество
слоев).

Читайте также: