Техника сварки швов в различных пространственных положениях

Обновлено: 19.05.2024

Подготовительные операции под сварку включают резку, правку, очистку, разметку и сборку.

При подготовке деталей к сварке применяют главным образом термическую резку. Механическая резка выполняется в случаях, когда это целесообразно (например, при заготовке однотипных деталей, при заготовке деталей прямоугольного сечения и т. д).

Правка металла выполняется либо на станках, либо вручную. Листовой и полосовой металл правят в холодном состоянии на различных листоправильных вальцах и прессах. Сильно деформированный металл правят в горячем состоянии. Ручная правка, как правило, осуществляется на специальных правильных плитах ударами кувалды либо при помощи ручного винтового пресса.

Разметкой называется перенос размеров деталей в натуральную величину с чертежа па металл. При разметке используют различные инструменты: линейку, угольник, чертилку и т. п. Гораздо проще и быстрее разметка выполняется при помощи шаблона, изготовленного, например, из тонкой листовой стали.

При разметке необходимо учитывать укорачивание деталей в процессе сварки. Для этого предусматриваются припуски из расчета 1 мм на каждый поперечный стык к 0,1-0,2 мм на каждый погонный метр продольного шва.

Основной металл и присадочный материал перед сваркой тщательно очищаются от ржавчины, окалины, масла, влаги и различных неметаллических загрязнений. Зачистка производится вручную и с помощью механизированного инструмента.

§ 33. Сборка изделий под сварку

Трудоемкость сборки изделий под сварку достигает 30% общей трудоемкости изготовления. Поэтому' для сокращения трудоемкости сборки (а также для повышения ее точности) применяются различные приспособления, специальные инструменты, шаблоны и т. д.

Приспособления могут быть предназначены исключительно для сборки деталей под сварку или только для сварки уже собранных изделий. Применяются также комбинированные сборочно-сварочные приспособления, в которых допускается некоторое перемещение элементов конструкции при усадке металла шва.

Перечислим некоторые требования к сборочно-сварочным приспособлениям, они должны:

— обеспечивать доступность мест установок деталей, рукояток фиксирующих и зажимных устройств, мест прихваток и сварки;

— быть достаточно прочными и жесткими;

— обеспечивать точность закрепления детали в нужном положении и препятствовать деформациям во время сварки;

— обеспечивать наивыгоднейший порядок сборки и сварки, свободный доступ для проверки размеров;

— обеспечивать безопасность сборочных и сварочных работ.

Проверку качества сборки удобно производить специальными шаблонами и щупами. На рис. 42 показаны примеры использования подобных инструментов.

Собранные детали и узлы соединяют сначала прихватками. Сварочными прихватками называются

короткие швы с поперечным сечением до одной трети поперечного сечения полного шва. Длина прихватки может состав лять от 20 до 100 мм в зависимости от толщины свариваемых листов и общей длины шва. Расстояние между прихватками — 500—1000 мм в зависимости от длины шва. Сварочные прихватки выполняют темн же электродами, что и сварку изделия.

Рис. 42. Инструменты для проверки качества сборки: а- угла раскрытия кромки, б- прямого угла, в- смещения листов, г- зазора между листами при сварке внахлестку, д- зазор при сварке втавр и встык .

Зажигание сварочной дуги

Применяется два способа зажигания дуги покрытыми электродами — способ прямого отрыва и отрывом по кривой. Первый способ называют также зажиганием впритык, а второй — чирканьем. Первый способ чаще всего применяется при варке в неудобных и узких местах.

Горение дуги должно поддерживаться так, чтобы ее длина оставалась постоянной. Правильно выбранная длина дуги оказывает существенное .влияние на качество сварного щва и на производительность процесса сварки.

Подавать электрод в дугу нужно с той скоростью, с которой происходит плавление электрода. Умение поддерживать дугу постоянной длины свидетельствует о квалифицированности сварщика.

Длина дуги считается нормальной, если она равна 0,5-1,1 диаметра Стержня электрода. Увеличение длины дуги снижает устойчивость ее горения, глубину проплавления металла, увеличивает потери на угар и разбрызгивание электрода. Кроме того, это усиливает вредное воздействие окружающей атмосферы на расплавленный металл и ведет к образованию швов с неровной поверхностью.

Положение электрода

Наклон электрода при сварке выбирается в зависимости от пространственного положения сварных швов, толщины и химического состава свариваемого металла, диаметра электрода, толщины и вида его покрытия.

Сварка может вестись в четырех направлениях (рис. 43): слева направо, справа налево, от себя и к себе.

Вне зависимости от направления старки наклон электрода должен быть определенным: электрод наклоняется к оси шва так, чтобы основной металл проплавлялся на наибольшую глубину. При сварке в нижнем положении на горизон тальной плоскости этот наклон должен составлять 15 градусов от вертикали в сторону ведения шва (рис. 43, б).

Углы наклона электрода в других пространственных соложениях приведены на рисунках.

Колебательные движения электродом

Гораздо чаще применяются швы, имеющие ширину от 1,5 до 4 диаметров электрода, которые получают с помощью колебательных движений.

Основными видами поперечных колебательных движений электрода являются (рис. 44).

— прямые по ломаной линии;

— полумесяцем, обращенным концами к наплавленному шву;

— полумесяцем, обращенным концами к направлению сварки;

— петлеобразные с задержками в определенных местах.

Поперечные движения электрода по ломаной линии

часто используют при выполнении наплавки, при сварке листов встык без скоса кромок в нижнем положении, а также в тех случаях, когда нет опасности прожога свариваемого металла.

Рис. 44. Траектория движения конца электрода при наплавке уширенных валиков

Движения полумесяцем с концами, обращенными к наплавленному шву, используют для выполнения стыковых швов со скосом кромок и для угловых швов с катетами менее 6 мм, в любом пространственном положении электродами диаметром до 4 мм.

Движения треугольником неизбежны при сварке угловых швов с катетами шва более 6 мм и стыковых швов со скосом кромок в любом пространственном положении. При этом достигается хороший провар корня шва и удовлетворительная форма шва.

Петлеобразные движения электродом используются в случаях, когда требуется большой прогрев металла по краям шва, что часто бывает при сварке высоколегированных сталей. Эти стали обладают достаточно высокой текучестью и для того, чтобы достигнуть удовлетворительного формирования шва, приходится задерживать электрод на краях. Это необходимо, чтобы предотвратить прожог металла в центре шва и вытекание металла из сварочной ванны при выполнении вертикальных швов. Петлеобразные движения могут быть заменены на движения полумесяцем с задержкой на краях шва.

Способы заполнения шва по сечению и длине

Для заполнения швов по длине применяются метод «напроход» и обратноступенчатый метод. Метод сварки «напроход» заключается в том, что сварной шов выполняется от начала до конца в одном направлении.

При обратноступенчатом методе длинный шов подразделяют на сравнительно короткие участки.

Но методы заполнения швов по сечению различают (рис. 45):

— многослойные многопроходные швы.

Многослойные многопроходные швы отличаются от многослойных тем, что некоторые слои выполняются за несколько проходов, тогда как в многослойных обычных швах каждый шов выполняется за один проход.

Многослойные швы чаще применяют при сварке стыковых соединений, а многопроходные — при сварке угловых и тавровых соединений.

Рис. 45. Сварные швы:

а — однослойный и однопроходной, б— многослойный и многопроходной, в — многослойный

Чтобы нагрев металла шва был более равномерным по всей его длине, используют также способы двойного слоя, способы заполнения секциями, каскадом и горкой. В основе всех этих способов — метод обратноступенчатой сварки.

Способ двойного слоя заключается в том, что наложение второго слоя ведется по еще неостывшему первому слою (после удаления шлака). Сварка производится на длине 200—400 мм в противоположных направлениях для предотвращения появления горячих трещин.

При сварке толстых стальных листов (20 мм и более) применяют сварку каскадом и горкой. Как показано на рис. 46, заполнение многослойного шва при сварке секциями и каскадом производится по всей толщине свариваемого металла на определенной длине ступени. Длина ступени подбирается так, чтобы металл в корне шва имел температуру не менее 200 'С в процессе выполнения сварного шва но всей толщине. При этом условии металл обладает достаточной пластичностью, и трещины не образуются. Сварка горкой выполняется проходами по всей толщине металла.

В целом многослойная сварка имеет ряд преимуществ перед однослойной сваркой:

— объем сварочной ванны уменьшается, в результате чего увеличивается скорость остывания металла и уменьшается размер зерен;

— небольшая сила сварочного тока при многослойной сварке вызывает расплавление небольшого количества основного металла; вследствие чего химический состав наплавленного металла блинок к составу основного металла;

— каждый последующий слой шва термически влияет на металл предыдущего слоя, в результате чего он и околошовный металл имеют мелкозернистую структуру с повышенной вязкостью и пластичностью.

Рис. 46. Схемы заполнения многослойного шва с малым интервалом времени: a - секциями, б — каскадом, в — горкой

Окончание шва

Заканчивая шов, нельзя сразу же обрывать дугу — на поверхности металла останется сварочный кратер. Кратер может привести к возникновению трещины.

При сварке низкоуглеродистых сталей кратер либо заполняют электродным металлом, либо выводят его в сторону на основной металл. При сварке сталей, склонных к образованию закалочных структур, выводить кратер в сторону нельзя, так как возможно образование трещины. Не рекомендуется также заваривать кратер за несколько обрывов и зажигания дуги из-за образования окисных загрязнений металла. Лучшим способом окончания шва является прекращение подачи электрода вниз и медленное удлинение дуги до ее обрыва.

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.

Виды соединений

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.

Интересное видео

Как правильно класть сварочный шов

Сварка - самый популярный способ соединения металлических изделий. Но, часто применяемый, не значит простой. Науке, как правильно класть шов сваркой, нужно учиться так же, как и другим. Несложно приобрести теоретические знания и даже получить удостоверение об окончании профильного обучения. При первом опыте выясняется, что не всегда можно выполнить красивый сварочный шов.

Опытные мастера знают, как правильно наносить сварочный шов. Но, и они могут столкнуться с нештатной ситуацией, поскольку техника в сварном деле идет вперед и промышленность выпускает более современное оборудование. Следует постоянно повышать свою квалификацию и осваивать новые методы, как правильно делать шов сваркой.

Виды сварок

Разные виды сварок отличаются друг от друга способом воздействия на соединяемые материалы.

Дуговая. Самый часто применяемый вследствие его простоты способ. При дуговой сварке в качестве плавящего инструмента используют электрод. С помощью него возбуждается дуга и удерживается на всем протяжении процесса сварки. Электрод выбирают в зависимости от марки металла, а его диаметр - от ширины сварного шва.
Газовая. Источником тепла при газовой сварке выступает горелка. Из нее действием сильного давления выходит пламя, которое образовалось при горении смеси, состоящей из горючего газа типа ацетилена и кислорода.
Полуавтоматическая. Используется механический прибор - полуавтомат. Роль электрода выполняет проволока при автоматизированной ее подаче. Туда же поступает газ, задачей которого является защита расплавленного металл от агрессивного воздействия среды. Имеется возможность установки различных режимов, что делает возможной сварку многопроходных швов полуавтоматом.
Автоматическая. В отличие от полуавтоматики весь процесс проводится сварочным аппаратом. Необходима только настройка автомата для конкретной операции.
TIG сварка. Популярностью пользуется у профессионалов. Привлекает ее универсальность и возможность сваривать металл разной толщины.

Независимо от того, какой вид сварки применяется, правильный сварочный шов получится в результате соблюдения требований технологического процесса, проведения подготовительных работ, выполнении рекомендаций.

Разновидности сварных швов

Как правильно делать сварочный шов во многом зависит от его вида.

Геометрические параметры шва включают в себя его ширину, протяженность, глубину залегания, размер выпуклости. Красивые сварные швы могут получиться только при удачном подборе его параметров для каждого конкретного случая.

Стыковые швы получаются при обычном соединении поверхностей металла или их торцов. Много времени для такого процесса не требуется. Потребление металла также является минимальным. При соединении тавровым способом в результате получается конструкция, имеющая вид перевернутой буквы "Т".

Достоинством метода является то, что с его помощью возможно соединение элементов, имеющих значительную разницу в ширине. Использование установки "лодочкой" делает процесс сварки более удобным и уменьшает вероятность появления дефектов. Обычно такое соединение осуществляется за один проход.
Угловое соединение обычно выполняется под прямым углом, но возможны и небольшие отклонения от этой величины. Более прочным соединение получается при проварке с двух сторон. Метод внахлест подходит для тонких деталей. При накладывании одной детали на другую проваривание осуществляется с двух сторон.

Важным моментом, как правильно класть сварочный шов, является удачный выбор скоса кромок. Имеются различные варианты. Кроме того, возможно соединение без скоса кромок, например, при способе внахлест.

Подготовка

Значительным по своей важности моментом, как сделать красивый шов при сварке, является правильное проведение подготовительных работ. Поскольку процесс сопровождается появление огня, необходимо вдумчиво подготовить рабочее место сварщика, выполняющего работу. Обеспечить его защитной одеждой и маской. Около места проведения работ не должны находиться легковоспламеняющиеся предметы и материалы.

Свариваемое изделие необходимо очистить от загрязнений, пыли, остатков на его поверхности пятен краски, жира и масла. Кроме механического воздействия допустимо применение растворителей или спирта.

Если используется сварочное оборудование, то следует предварительно проверить его работоспособность. Затем выбрать режим и выставить необходимые параметры. При неисправности прибора его эксплуатация строго запрещена.

Возбуждение дуги

Одним из основных моментов, как правильно варить сваркой швы, является грамотное возбуждение дуги. Следует выбрать один из известных способов. Первый из них заключается в том, что, держа электрод в руке, его кончиком прикоснуться к металлу и отвести быстро назад на расстояние 2-4 миллиметра. Промедление грозит прилипанием электрода к металлу. Результатом станет появление дуги. Если этого не произошло, следует повторить попытку.

Другой способ заключается в том, что быстрым движением провести электродом по поверхности металла и сразу приподнять его на несколько миллиметров. Одним из секретов, как правильно накладывать сварочный шов, является поддержание во все время процесса сварки короткой дуги. Это обеспечит плавность сваривания и получения качественного шва с хорошим внешним видом. Однако, при чересчур короткой дуге возможно прерывание процесса, что вызовет появление дефекта в виде кратера. Для продолжения работы кратер необходимо заварить.

Бесконтактный способ возбуждения дуги возможен при использовании осциллятора. Он служит дополнением к главному сварочному аппарату. Для возбуждения дуги электрод следует приблизить к металлической поверхности на расстояние порядка 5-ти миллиметров. Затем следует нажать соответствующую кнопку на осцилляторе и дождаться появления сварочной дуги.

Знание, как класть сварочный шов, начинается с умения выбрать нужное положение электрода. Иначе, может произойти ситуация, при которой произойдет шлакование шва, что не пойдет на пользу его качеству.
Существует три варианта положения электрода при сварке. Первые два предполагают его наклон в разные стороны в одинаковых пределах, а третий происходит под прямым углом.

Способ "углом вперед" подразумевает движение вперед от сварщика. Он подходит для сваривания нетолстых металлов в вертикальном и горизонтальном положениях. При "угле назад" движение осуществляется по направлению к сварщику. Удобно применять на коротких дистанциях для сваривания стыковых и угловых швов. В труднодоступных местах используется положение угла 90 градусов. Это несколько сложнее, но решает вопрос со сваркой потолочного шва.

Движения электродом

Идеальный сварочный шов, вернее приближение к нему, возможен при удачном выборе способа движения электрода при сварке. Самые обычные движения - по оси электрода и вдоль оси шва. Но простое перемещение по заданному направлению не принесет желанного результата. При этом будет получен узкий нитевидный шов. Его можно использовать в качестве первого шва при многопроходной сварке.

Для получения нужного эффекта движения должны носить колебательный характер. Это обеспечит получение шва нужной ширины, хороший прогрев не только корня шва, но и его кромок.

Траектории, по которым происходит колебательное поперечное движение:

зигзаг;
петля;
ломанная линия;
елочка или треугольники;
полумесяц;
серп.

Все движения выполняют поперек направления сварного шва.

Ломанную линию используют, когда предстоит сварка металлических листов встык в нижнем положении. Полумесяц выбирают для стыковых и угловых швов. Перед сваркой елочкой необходимо предварительно сделать наплавку небольшой поверхности, на которой она будет держаться. Простая техника ведения электрода елочкой состоит в том, что, передвинув его в горизонтальном направлении, поместить затем чуть выше в середину шва.

Движения полумесяцем могут применяться при ТИГ сварке. При этом ширина шва будет большой, но ее можно контролировать при самом процессе сварки. Поперечные движения полумесяцем гарантируют хорошую проварку кромок деталей.

Применение петли обеспечивает красивые соединения при сварке тонких металлов. Цепочка петель должна быть непрерывной. Применение петлеобразных движений оправдано, когда необходимо хорошо прогреть края шва. Особенно это важно, когда происходит сварка деталей из высоколегированной стали. Амплитуду возвратно-поступательных движений выбирают в зависимости от необходимой ширины шва.

Выбор схемы движения для решения задачи, как сделать красивый сварочный шов, зависит от его положения в пространстве. Швы бывают горизонтальными и вертикальными. Горизонтальный шов, расположенный наверху, называется потолочным. Он является самым трудным для выполнения, поскольку сварщик должен долго находиться в неудобной позе. Горизонтальный шов можно выполнять двумя способами - движениями налево или направо.

При сварке в вертикальном направлении направление движения шва - снизу вверх. Создание вертикального шва является более трудным, чем горизонтального, поскольку происходит интенсивное стекание вниз расплавленного металла. Если вести движение сверху вниз, то капли металла при застывании образуют твердую преграду для продолжения шва. Сварку вертикального шва следует вести при короткой дуге.

Включения

Посторонними включениями называют полости внутри шва, заполненные шлаком, флюсом, оксидом, инородным металлом.

При попадании в сварочный шов частиц шлака образуется дефект, называемый шлаковыми включениями. Сварочный шов шлакуется при недостаточно хорошей зачистке кромок и сварочной проволоки от загрязнений и оксидов. К другим причинам, почему шлакуется сварочный шов, относятся: сварка длинной дугой, маленькое значение тока, слишком большая скорость процесса сварки. Если осуществляется многопроходный шов, то шлаки могут попадать внутрь при отсутствии зачистки предыдущих слоев.

Шлаковые сечения уменьшают площадь поперечного сечения шва, что приводит к уменьшению прочности.
Флюсовые включения возникают в результате того, что гранулы флюса не успели раствориться в жидком металле и не всплыли на его поверхность. Чтобы предотвратить эту ситуацию, необходимо использовать флюс высокого качества и предотвратить непреднамеренное попадание его в сварочную ванну. Инородные тела могут попасть в сварочную ванну случайно.

Выбор инвертора

Правильный сварной шов получится при выборе оборудования, подходящего для конкретных условий сварки. Сварочный инвертор - надежный компактный аппарат, отличающийся простотой применения. Характеристики позволяют генерировать ток разной величины, что делает возможным сварку деталей различной толщины и разные марки металлов. Существует автоматическая система отключения при перепадах напряжения сети, перегреве и слишком продолжительном времени работы.

Одной из важных характеристик при выборе инвертора является его мощность. В инструкции по эксплуатации указывается срок беспрерывной работы конкретной модели. Дополнительные опции делают работу с ним более удобной.

Возможные ошибки

Советы профессионалов помогут узнать, как получить надежные и красивые сварочные швы и как правильно их варить. К основным ошибкам, не позволяющим получить качественный шов, относятся:

Слишком быстрое перемещение электрода. В результате шов получается неровным.
Чрезмерно маленькая скорость ведения электрода. Образуются прожоги, которые являются серьезным дефектом и в ответственных конструкциях недопустимы.
Неправильно выдержанный угол наклона электрода. Он должен находиться в пределах от 30 до 60 градусов. При выходе за эти значения нарушается ровность шва.
Сваривание металлов разных марок, имеющих сильно отличающиеся характеристики, в частности, температуру плавления. Когда один металл уже расплавился, а второй еще только слабо нагрелся, то сваривание произойти не может. Появляются трещины, подлежащие ликвидации.
Работа с влажными электродами. Перед началом сварки их необходимо просушить или даже прокалить. Влажность вызывает неравномерное горение дуги.
Неправильно выбранные режим сварки, тип электрода, величина тока.
Слишком большая или маленькая длина дуги.
Использование сварочного оборудования с просроченным сроком поверки.
Недостаточное прогревание кромок. Для этого необходимо подобрать поперечные колебательные движения, размах которых соответствует ширине шва.
Большой зазор между деталями может вызвать усадочную раковину.

Красивые сварочные швы не могут быть получены при наличии в них пор. Существует много причин их появления в сварочном шве:

недостаточная зачистка кромок, оставление на них грязи, ржавчины, окалин;
большое содержание влаги на кромках и электроде;
наличие в зоне сварки сквозняков;
некачественные электроды;
большая разница в химическом составе основного и присадочного материалов.

Со временем приходит опыт, как правильно вести сварочный шов. В этом заключается мастерство сварщика, профессия которого является востребованной и престижной.

Как варить вертикальный и горизонтальные швы электросваркой

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

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

Общие определения сварных швов

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

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

Как варить вертикальный шов

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

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

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

Техника сварки снизу вверх

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

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

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

Согласно разработанной инструкции действия сварщика состоят из четырех пунктов:

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

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

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

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

Техника сварки сверху вниз

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

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

Технология сварки горизонтального шва

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

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

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

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

Контроль длины электрической дуги

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

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

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

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

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

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

Ld = 0.5*1,1 Dэ, где:

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

Управление электродом

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

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

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

Перемещение электрода и сила тока

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

Таблица соответствия тока, электрода, толщины металла

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

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

Инструкция начинающего сварщика

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

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

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

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

Выводы

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

Читайте также: