Техника сварки стыковых швов

Обновлено: 05.05.2024

Стыковая сварка – узкоспециализированная технология металлообработки, применяемая для получения монолитных конструкций, где сварной шов практически невиден. Благодаря пластичной деформации под давлением и высокой температурой не происходит расплавления металла, что очень важно в данном процессе.

Для стыковой сварки используется автоматизированное оборудование, но работу можно осуществлять и с помощью ручных аппаратов. Главное – разбираться в технологии, методах и способах стыковой сварки, о которых мы и рассказываем в нашем материале.

Сферы применения стыковой сварки

Стыковая сварка является высокотехнологичным способом соединения деталей. В основном, это автоматизированный процесс. Примерно в 10 % случаев применения контактной сварки используется метод стыковой сварки оплавлением, который, согласно ГОСТ 2601, считается электротермодеформационным процессом. Однако при работе таким способом сварки детали можно соединить при помощи глубокой пластической деформации, не расплавляя металл, в отличие от точечного и шовного методов контактной сварки.

Этому методу сварки уже более 100 лет. Индивидуальный случай такого способа соединения деталей – стыковая конденсаторная сварка.

Стыковой метод сварки применяется во многих сферах. Это обусловлено целым рядом преимуществ этого способа соединения элементов. В общем, технология много где используется, например:

В строительстве. С помощью такого метода сварки создают монолитные конструкции, выдерживающие большие нагрузки. К примеру, стыковая сварка позволяет получить балки с поперечным сечением из двутавра, швеллера или иных элементов сортамента. Таким же образом сваривают и арматуру.
В металлургии. В этой сфере сварка используется для соединения проволочного и листового прокатов.
В железнодорожной промышленности. Стыковая сварка позволяет изготавливать рельсы без стыков для обеспечения высокой скорости перемещения транспорта. Ключевое достоинство данного метода заключается в том, что на соединение отдельных секций уходит относительно немного времени.
В производстве автомобилей. В этой сфере стыковая сварка используется потому, что благодаря ей можно изготавливать корпусные изделия любых форм.
В производстве и прокладке труб. С помощью сварки соединяют стальные и пластиковые трубы. Но для этого необходим специальный инструмент, позволяющий добиться максимальной ровности и качества шва.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Еще стыковая сварка используется в ходе создания режущей части из легированной стали. Применение этого метода позволяет избежать образования заусенцев на режущей кромке детали. Также стыковая сварка обеспечивает качество и надежность получаемого в итоге инструмента, который выдерживает даже внушительные нагрузки.

Еще эта технология применяется в производстве трубопроводов для газа и нефтепродуктов. Наибольший диаметр труб, с которыми работают при использовании стыковой сварки, достигает 1 420 мм. А занимает сам процесс 5 минут или меньше.

Преимущества и недостатки стыковой сварки

Сначала рассмотрим достоинства этого метода. Итак, при стыковой сварке:

меньше используется электродный металл;
легко контролировать процесс сварки, на выходе – надежные и качественные элементы;
сама техника сварки проще той, что используется при сварке угловым швом;
полученные при стыковой сварке детали отличаются плоской поверхностью;
возможно соединение деталей разной толщины;
даже детали из металла большой толщины можно приварить односторонним швом.

Говоря о недостатках, стоит упомянуть, что:

в сравнении с нахлесточным методом сварки, стыковая не обеспечивает дополнительной жесткости;
после сварки на полученном элементе может значительно деформироваться поверхность, что часто происходит при работе с тонким металлом.

Технология стыковой сварки

Суть технологии контактной стыковой сварки заключается в нагреве поверхностей из металла до температуры плавления. Это происходит потому, что от одного элемента к другому проходит мощный электрический ток, и за счет этого образуется тепло.

А сами элементы прижимаются друг к другу, и их нагретые металлические поверхности сплавляются. В результате создается ядро сварной точки, имеющее форму чечевицы. Диаметр ядра – от 4 до 12 мм.

Существуют некоторые особенности точечной контактной сварки с помощью инвертора:

Процесс сваривания длится не более двух секунд.
Используется ток высокой мощности – более 1 000 А.
Напряжение низкое: не более 10 В, чаще всего – 2-3 В.
В месте сжатия соединения образуется значительное усилие – от 20 до 200 кг.
Зона расплавления поверхностей остается небольшой.

Элементы, выполненные из низкоуглеродистой стали, можно сваривать и без расплавления ядра. Впрочем, полученное изделие получается ненадежным, и такой способ сварки используется достаточно редко.

Общая классификация определяет технологию стыковой сварки в класс термомеханических процессов.

Процесс сварки делится на несколько стадий:

Сначала элементы размещают нужным образом, устанавливают между электродами и крепко прижимают друг к другу.
Затем элементы нагревают электрическим током, в результате чего они становятся пластичными. Их поверхности несколько деформируются, и благодаря этому их можно плотно соединить друг с другом, что и происходит.

Для успешного и правильного выполнения стыковой сварки необходимо соблюдать следующие требования:

Торцы металлической поверхности должны быть подготовлены к сварке: детали необходимо очистить, удалив окисления и загрязнения, что особенно актуально, когда сварочная поверхность составляет 200 мм2. Затем поверхности элементов необходимо максимально ровно совместить друг с другом.
Свариваемые элементы закрепляются в сварочной машине, настраивается их соосность.
Пропускается высокочастотный электрический ток, плавящий поверхности деталей.
Соединяемые элементы сжимаются, в результате чего происходит их атомное соединение.
В месте сварки образуется кристаллическая решетка.
Контактная стыковая сварка позволяет соединять в один элемент детали разного предназначения, формы и толщины. А итоговое изделие получается качественным и надежным.

Методы стыковой сварки

Стыковая сварка может осуществляться разными методами. Перечислим основные.

Сварка сопротивлением

Часто применяющийся метод сварки. Отличается множеством особенностей.

Элементы при сварке прижимаются к электродам специальными трубками. Благодаря этому ток через детали проходит очень быстро.
Также в процессе такой сварки используются губки, что позволяет исключить скольжение элементов между электродами. После фиксации деталей на электроды подается напряжение.
Затем туда подают ток, нагревающий металлическую поверхность деталей в месте сваривания.
В конце применяется осадка, при которой происходит местная деформация деталей для их соединения. Также для достижения наибольшего нагрева поверхностей элементов подается сильный ток.

Электрическое сопротивление позволяет работать с элементами небольшого сечения. Максимальная толщина элементов, которые позволяют сваривать электроды, равна 40 мм. В результате соединение получается прочным и качественным.

Оплавлением

Этот метод также применяется довольно часто. Поверхности деталей нагреваются при помощи специального оборудования. В результате детали соединяются надежным и прочным швом. Рассмотрим основные особенности данного метода контактной сварки.

В процессе сварки заготовки подводятся на небольшой скорости, за счет чего они крепко фиксируются в положении рядом друг с другом.
Напряжение не меняется в течение всего процесса.
Благодаря равномерному движению деталей можно избежать даже самых мелких неровностей, от чего шов становится максимально крепким.
Плавка металла дает возможность увеличить площадь контактной поверхности соединяемых заготовок, что также делает шов более крепким и прочным.

Самая главная отличительная особенность сварки оплавлением заключается в том, что данный метод не требует подготовки поверхностей используемых элементов.

Оборудование и расходные материалы для стыковой сварки

При сварке используется определенное оборудование. Специальные приборы и машины дают возможность максимально автоматизировать и ускорить процесс сварки. Иногда нужно всего лишь зафиксировать детали и нажать на кнопку – встроенная программа сама проконтролирует процесс сварки.

Среди преимуществ сварочных аппаратов можно выделить:

высокую производительность;
автоматизацию процесса;
отсутствие ошибок.

На рынке таких машин можно найти аппараты от разных производителей. Выбирая устройство, обратите внимание на модели от популярных и хорошо зарекомендовавших себя изготовителей.

Впрочем, стыковую сварку можно выполнить и вручную. Необходимо тщательно продумать, какую проволоку использовать. Она понадобится для фиксации соединяемых элементов. Для того чтобы определить, какая именно проволока лучше всего подойдет в конкретной ситуации, специалист должен различать разные ее типы.

Рассмотрим самые распространенные.

Медная. Ее используют, когда речь заходит о сцеплении низкоуглеродистых сталей. Отличается невысокой стоимостью.
Алюминиевая. Применяется для соединения силуминов или дуралюминов. Преимущества проволоки – улучшенная прочность.
Стальная. Выполняется из нержавейки и обеспечивает надежное сцепление стальных изделий, легированных хромом или никелем.

Купить проволоку можно в любом магазине, специализирующемся на продаже сварочного оборудования.

Способы стыковой сварки

Перед началом сварочного процесса необходимо осуществить технологическую подготовку, когда поверхности деталей высушиваются и очищаются от загрязнений и ржавчины.

Элементы, которые подлежат сварке, размещают на ровной поверхности с зазором в 2-3 мм. Затем необходимо зажечь электрод, что можно сделать, ударив или «чиркнув», как спичкой. Затем выполняются два шва, называющихся прихватками. Это делается для того, чтобы избежать деформации соединения.

Электрод можно вести по направлению направо, налево, от себя или на себя. Направление движения определяется на основе толщины металла и рекомендованного положения. Однако угол всегда соблюдается фиксированный – 45°.

После того как шов наложен, поверхность очищается. Чтобы не прожечь детали в местах, которые не используются для соединения, применяются прокладки. Также они позволяют варить с большим током, чтобы не проваривать шов с другой стороны.

Сварка в нижнем положении

Поверхности элементов зачищаются, выполняется разделка кромок (если используется толстый металл), сами детали располагаются с зазором в 1–3 мм. Начинается процесс сварки, прокладываются прихватки (потом они зачищаются). Потом соединение варится с другой стороны швов-прихваток.

Валик не должен быть толще 9 мм и выше 1,5 мм. Соединение сваривается слева направо круговыми движениями против часовой стрелки. С обратной стороны – то же самое, только еще можно увеличить силу тока. После завершения сварки поверхность очищается.

Во время сварки электродом необходимо совершить 2-3 движения.

Чтобы сварочная дуга горела стабильно, по мере плавления электрода его опускают вниз.
Электрод двигают с плавной скоростью, под углом от 15° до 30°. В другой же плоскости электрод держат под углом 90° или перпендикулярно соединяемой поверхности.
В случае необходимости получения сварного шва увеличенной ширины применяют различные колебательные движения.

Сварка в вертикальном положении

Процесс такой сварки имеет несколько особенностей:

Сварочный ток выставляется относительно низкий (ниже, чем при сварке в нижнем положении на 10–15 %). Для этого снижается тепловая мощность дуги.
Сварка, как правило, ведется снизу вверх с отрывом дуги, чтобы жидкий металл не вытекал из сварочной ванны.
В одной плоскости электрод держат под прямым углом к поверхности соединения, в другой – под небольшим наклоном.
Сварку можно также осуществлять движением снизу вверх или сверху вниз, не обрывая сварочной дуги. Для этого необходимы определенные электроды со специальным покрытием.
Если сварка осуществляется с разделкой кромок, то такой тип соединения производят в несколько подходов. После каждого шов зачищается.

У малоопытных сварщиков электрод при зажигании дуги часто залипает, особенно, когда ток выставлен низкий. Чтобы выйти из этой ситуации, можно расположить рядом с соединяемыми элементами пластину, разогреть на ней кончик электрода и тем самым разжечь дугу. Коснувшись такой дугой места соединения, можно вновь зажечь дугу без залипания. Также это позволит качественно проварить все участки соединения даже в самом начале сварки.

В конце необходимо проконтролировать качество, проверив соединение на предмет дефектов, а также зачистить поверхность соединенных элементов, удалив с нее шлак, копоть и прочие загрязнения.

Итак, стыковая сварка является эффективным способом соединения элементов из самых разных металлов. Ее могут осуществлять не только квалифицированные специалисты, что явно является преимуществом и позволяет предприятию сэкономить ресурсы. Впрочем, несмотря на производительность и скорость такой сварки, после завершения процесса стоит все равно проверить полученное соединение на прочность и надежность, даже если использовался автоматизированный аппарат.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

цветные металлы;
чугун;
нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Стыковое сварное соединение

Стыковое сварное соединение – простое, но при этом надежное. Две детали сваривают таким образом, что торцевые поверхности примыкают друг к другу, находясь в одной плоскости. Как правило, используется в конструкциях, подвергаемых переменному напряжению.

Технология широко применяется. С ее помощью, например, соединяют не только трубы встык, но и собирают сложные изделия в машиностроительной отрасли. Подробнее о стыковом сварном соединении читайте в нашем материале.

Применение стыкового сварного соединения

Стыковое сварное соединение становится оптимальным решением в ситуациях, когда необходимо добиться аккуратного внешнего вида изделия без выступающих кромок, а утолщение металла является недопустимым. Данный вид швов активно используется в авиакосмической, автомобильной промышленности для обеспечения неразъемного соединения деталей. При этом последние находятся в одной плоскости и примыкают друг к другу торцами.

Достоинства стыковых соединений сварных швов:

меньший расход электродов;
надежность изделий, возможность с легкостью контролировать процесс;
относительно простая техника сварки в сравнении с методом формирования углового шва;
обеспечение ровной и плоской поверхности;
возможность скреплять заготовки, имеющие разную толщину;
доступность соединения металлических элементов большой толщины односторонним швом.

Минусы данного подхода:

не достигается дополнительной жесткости, которую обеспечивает, например, нахлесточный метод;
есть вероятность серьезной деформации поверхности после обработки, что чаще всего происходит в результате сварки тонкого металла.

Все способы создания стыкового сварного соединения имеют определенные характеристики и свойства, от которых зависит сфера их использования.

Встык сваривают элементы трубопроводов, обечайку емкостей, например, баллонов, цистерн, а также листовые конструкции, швеллеры, уголки и фасонные профили других видов.

Одностороннее стыковое соединение, не предполагающее предварительного скоса кромок, чаще всего применяется для скрепления листов металла толщиной в пределах 4 мм.

Соединение без скосов кромок может быть и двусторонним – к данному варианту прибегают при сварке изделий толщиной до 8 мм. Стоит подчеркнуть: в этом случае между кромками металла оставляют зазор шириной в 1-2 мм вне зависимости от того, как расположены швы.

При работе с заготовками толщиной 4–25 мм опытные сварщики используют скосы кромок в сочетании с односторонним соединением. Сами скосы кромок делают V-образной или U-образной формы, причем вторая встречается реже. В любом случае кромки важно немного притупить, прежде чем приступать к формированию стыкового сварного соединения.

Для заготовок толщиной более 12 мм, которые планируется скреплять двусторонним соединением, рекомендуются X-образные кромки. Дело в том, что за счет использования такой формы удается почти вдвое сократить объем металла для заполнения разделки. А это отражается на стоимости и производительности сварочных работ.

Нужно понимать, что при выборе типа стыкового соединения, формы кромок, места расположения швов отталкиваются от характеристик металла, будущей конструкции и необходимого результата.

Виды стыковых сварных соединений

Стыковые сварные соединения отличаются от других видов в первую очередь расположением заготовок в пространстве. В данном случае элементы будущего изделия размещаются на одной плоскости и сварка ведется по расположенным смежно друг с другом торцам.

Принято выделять насколько видов стыковых сварных соединений в соответствии с формой свариваемых кромок:

прямые – при этом скрепляемые кромки лишены скосов;
V-образные – кромки имеет соответствующую названию форму скосов;
Х-образные – со скосом кромок в виде буквы «Х»;
Криволинейные – скосы кромок в соединении образуют латинскую букву «U».

Также выбор определенной разновидности скосов кромок должен соответствовать виду стыкового соединения. По расположению шва принято выделять такие соединения:

односторонние – шов находится лишь с одной стороны соединяемых заготовок;
двусторонние – формируется пара швов: один находится сверху, а второй снизу изделия.

Стыковые сварные соединения используются в процессе монтажа наиболее ответственных конструкций, поскольку превосходят другие способы сварки по механическим показателям. Также нужно учитывать, что выбор данного типа швов обусловлен необходимостью дополнительной подготовки кромок.

Еще одной особенностью, за которую специалисты ценят стыковое соединение, является высокая производительность работ в сочетании с экономичностью. Это объясняется тем, что формирование таких швов требует меньшего расхода металла и времени.

Разделка кромок под стыковое сварное соединение

Разделка для проведения сварочных работ обладает своими особенностями. В первую очередь, данный процесс влечет за собой расширение сварного шва, что в дальнейшем требует дополнительного расхода материалов. Иногда мастера отказываются от подготовительного этапа и сваривают заготовки без разделки кромок.

Когда планируется стыковое сварное соединение тонких деталей, используют отбортовку или загиб кромок соединяемых элементов. Ее выполняют ручным или машинным способом. В первом случае прибегают к использованию наковальни и молотка либо кувалды. Также возможно осуществление отбортовки при помощи строгания, фрезерования, долбления либо могут применяться абразивы. В этих случаях не обойтись без оборудования, такого как строгальные или фрезеровальные станки.

Строгальные станки довольно просты по своему устройству: резец высокой прочности под определенным углом проходит вдоль торца и за каждый проход снимает слой металла. Далее положение режущего элемента меняется, операция проводится вновь. Если поверхность детали отличается криволинейной формой, на помощь приходят фрезеровальные станки – фаска формируется фрезой, которая перемещается по линии шва.

Когда работа ведется с крупными конструкциями и трубопроводами, в ход идут кромкоскалыватели – в основе их принципа действия лежит метод долбления. Абразивная обработка, наоборот, используется для небольших заготовок, а также для финальной доводки после этапа строгания или фрезерования. Также кромка может удаляться посредством газового резака или зигмашины.

Фаски могут находиться на кромках с одной стороны или сразу с двух. За счет односторонних скосов на прямых деталях значительно упрощается работа сварщика. Тогда как для соединения элементов с двухсторонними фасками мастеру требуется доступ к обеим сторонам шва.

Технология выполнения стыкового сварного соединения

Любую сварку предваряет этап технологической подготовки: заготовки размечают, режут, с их поверхности удаляют грязь, следы коррозии, изделия сушат, если на них присутствует влага.

Элементы будущей конструкции располагают на ровной поверхности с зазором 2-3 мм друг от друга. Мастер зажигает электрод ударом либо, чиркнув, как спичку, после чего делает две прихватки. Данный прием позволяет избежать деформации изделия в процессе работы.

Электрод можно перемещать на себя, от себя, справа налево и в обратном направлении. Принцип движения электрода подбирается в соответствии с толщиной металла и необходимым положением электрода в пространстве. В результате должно обеспечиваться лучшее сваривание заготовок. Стоит отметить, что обычно электрод держат под углом 45°.

Когда стыковое сварное соединение готово, необходимо удалить шлак и зачистить поверхность. От возможных прожогов защищают подкладки – они обеспечивают более уверенную работу, позволяют увеличить ток и отказаться от проварки обратной стороны шва.

Сварка в нижнем положении.

В первую очередь сварщик зачищает заготовки. Если работы ведутся с тонким металлом, в разделке кромок нет необходимости. Между элементами оставляют зазор в пределах 1-3 мм и переходят к сборке будущей конструкции, делают прихватки и зачищают их. Сама сварка должна вестись с обратной стороны прихваток.

Максимальная толщина валика составляет 9 мм, высота – 1,5 мм. Сварка ведется слева направо, при этом мастер выполняет кольцевые колебательные движения против часовой стрелки. По аналогичному принципу работа идет и на другой стороне, правда, там допускается увеличение тока. Когда стыковое сварное соединение завершено, необходимо зачистить поверхности.

Во время формирования шва электродом совершают 2-3 движения. Его опускают по мере плавления, чтобы добиться непрерывного горения сварочной дуги. Перемещение электрода идет с одинаковой скоростью, при этом сам расходник должен быть наклонен под углом 15–30° относительно вертикали. В другой плоскости его располагают перпендикулярно поверхности шва.

Бывает, что нужно более широкое стыковое сварное соединение, тогда прибегают к разного рода колебательным движениям.

Ультразвуковой контроль сварных соединений

В основе данного метода контроля лежит использование излучения ультразвуковых волн акустического типа. Они проходят через однородную среду и при этом не меняют свою прямолинейную траекторию.

Высокочастотные колебания (более 20 кГц) способны проникать в металл, не влияя на его структуру. Далее они отражаются от пустот, царапин, неровностей, разного рода включений. Акустическая волна проникает внутрь стыкового сварного соединения и, при наличии дефекта, отклоняется от своего нормального направления, что отслеживается на экране соответствующего прибора.

Сигнал на монитор поступает за счет использования усилителя. В результате формируется схема, по которой оператор определяет наличие дефектов и особенностей получившегося соединения. Установить размер дефектного образования удается при помощи оценки амплитуды отраженного импульса, а расстояние до него фиксируется по времени, затраченному на распространение волны.

Ультразвуковой контроль стыковых сварных соединений трубопроводов и иных конструкций осуществляется в соответствии с установленным стандартом. При этом необходимо выполнить такие этапы работы:

Удалить со стыковых соединений следы коррозии, лакокрасочные покрытия минимум на 50–70 мм с обеих сторон шва. Обработать поверхность стыка и прилежащего металла машинным, турбинным, трансформаторным маслом, глицерином либо солидолом, чтобы обеспечить наиболее точные результаты проверки на наличие дефектов стыковых сварных соединений.
Настроить прибор с учетом необходимых в данном случае параметров. Если толщина стыковых сварных соединений не превышает 2 см, используют стандартные настройки, тогда как к АРД-диаграммам прибегают, если работы проводились с более толстым металлом. Качество проверяют при помощи DGS или AVG-диаграмм.
Перемещать излучатель по линии сварочного шва зигзагообразными движениями, поворачивая на 10–15° вокруг оси.
Передвигать искатель по металлу до появления устойчивого, предельно четкого сигнала. Далее развернуть прибор и приступить к поиску сигнала максимальной амплитуды.

Нередко колебания отражения волн оцениваются как дефекты, поэтому любые сомнения должны стать поводом для дополнительной проверки. Обнаруженное повреждение необходимо зафиксировать, обозначив точное место нахождения.

Стыковые сварные соединения проверяют при помощи ультразвука в соответствии с нормами ГОСТа. Когда УКЗ не позволяет точно определить характер дефекта, прибегают к гамма-дефектоскопии или рентгенодефектоскопии как к более точным способам контроля качества.

Как варить швы

Знание того, как варить швы, повысит собственные навыки в данной области или поможет при выполнении бытовых задач. Важно помнить, что ни одно теоретическое знание не гарантирует идеального результата на практике, поэтому необходимо постоянно заниматься сваркой, чтобы швы получались лучше и лучше.

Существуют различные виды сварочных швов. И некоторые легко сделать, даже имея минимальный опыт, а для выполнения более сложных необходимо обладать определенной техникой. В нашей статье мы расскажем, как варить швы разной сложности, и разберем наиболее частые ошибки.

Правила выполнения сварочных работ электросваркой

Мало просто узнать, как варить швы, важно всегда выполнять следующие действия во время сварочных работ:

Отслеживать длину электрической дуги.

Речь идет о расстоянии между обрабатываемым материалом и зажженным электродом, на конце которого находится устойчивый электрический разряд. Чтобы качественно соединить заготовки, важно удерживать дугу оптимальной длины. Принято выделять такие дуговые промежутки:

короткий, размером 1-1,5 мм;
нормальной длины или 2-3 мм;
длинный, то есть 3,5–6 мм.

Понять, что для формирования шва использована короткая дуга, можно по наличию подреза или небольшого углубления по краям. Причиной дефекта является недостаточный прогрев рабочей области в ширину, что приводит к низкому качеству соединения.

Длинная дуга неизбежно затухает время от времени, поэтому ее использование чревато плохим прогревом металла в глубину. В итоге сварное соединение также имеет низкое качество.

Рекомендуется выбирать нормальную дугу, так как важно варить прочные швы. Ее длину определяют на основании следующей формулы:

Ld – длина дуги;
Dэ – диаметр электрода.

Управлять углом наклона электрода.

Сварщик сам подбирает необходимый угол, исходя из актуальных условий производства. В данном случае угол бывает прямым, вперед или назад относительно поверхности металла.

Углом вперед нередко пользуются при выполнении потолочных работ, также применение данного метода является ответом на вопрос о том, как варить вертикальный шов. Эта техника позволяет осуществлять сварку стыков труб, если отсутствует возможность провернуть сами элементы конструкции.

Электрод располагают под прямым углом, чтобы производить работы в труднодоступных местах.

Метод «углом назад» считается незаменимым для формирования угловых стыков.

Передний угол часто используется при обработке изделий из тонких металлов, ведь он обеспечивает широкий прочный шов с небольшой глубиной проваривания. Для толстостенных заготовок более грамотным будет выбор способа «углом назад», поскольку так достигается глубокий прогрев металла.

Выбирать скорость движения электрода и менять силу тока.

Качество сварного соединения во многом зависит от данных характеристик, о чем важно помнить, изучая, как правильно варить шов. За счет использования большого тока удается добиться более глубокого прогрева металла. Таким образом мастер получает возможность быстрее перемещать электрод, не меняя качество работ. Прочный сварной шов формируется, когда специалисту удается подобрать оптимальное соотношение силы тока и скорости подачи электрода.

Соотношение силы тока, толщины электрода и металла выглядит таким образом

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

Скорость перемещения электрической дуги зависит от ее мощности. Нужно понимать, что при слишком быстрой подаче расходника и относительно низкой мощности дуги не удается прогреть металл на необходимую глубину. В итоге образуется поверхностный шов, который только слегка прихватывает края элементов конструкции. И обратная ситуация: медленное перемещение и достаточно мощный разряд приводят к перегреву и изменению формы заготовки вдоль линии шва. Тонкостенные изделия нередко прогорают с образованием сквозных дыр – это важно помнить, говоря о том, как варить сварочный шов.

Способы сварки вертикальных и горизонтальных швов

Вертикальные швы.

С вертикальных деталей горячий жидкий металл стекает вниз. Избежать этого позволяет применение короткой дуги, то есть между концом электрода и сварной ванной оставляют меньшее расстояние. Когда электроды не залипают, мастера даже опирают их на свариваемую заготовку.

Подготовка к обработке, то есть разделка кромок, производится в соответствии с типом соединения и толщиной материала. Далее элементы фиксируют в необходимом положении, соединяют «прихватками» с шагом в несколько сантиметров – за счет использования таких небольших швов детали остаются неподвижными относительно друг друга в процессе сварки.

Вертикальный шов можно варить как снизу вверх, так и сверху вниз, но первый подход считается более удобным. Дело в том, что дуга подталкивает сварную ванну вверх, не давая ей возможности опуститься. В результате легче получить шов высокого качества.

При соединении в вертикальном положении допустим отрыв дуги, что наиболее удобно для неопытных специалистов, поскольку за этот промежуток времени происходит остывание металла. В таком случае допускается опирать электрод на полочку сварного кратера, что тоже делает работу более простой. Используется схема движений, близкая к сварке без отрыва: электрод перемещается из стороны в сторону, петельками или коротким валиком вверх-вниз.

В некоторых случаях вертикальный шов формируют сверху вниз. Если вы решили выбрать подобный подход, важно при розжиге дуги держать электрод под углом 90° к заготовкам. Далее в таком положении нужно прогреть металл, после чего электрод опускают, чтобы начать сам процесс сварки. Подобная работа отличается меньшим удобством, чем описанный выше метод. Кроме того, здесь необходимо пристально следить за сварной ванной, однако и в этом случае можно получить достойный результат.

Горизонтальные швы.

Как варить горизонтальный шов? Его, по аналогии с вертикальным, можно формировать в двух направлениях: справа налево или слева направо. Но здесь все зависит только от привычки и удобства мастера. Поскольку работы ведутся на вертикальной поверхности, сварная ванна всегда будет пытаться стечь вниз. Чтобы не допустить этого, необходимо обеспечить значительный угол наклона электрода – он зависит от скорости движения и параметров тока.

Если металл стекает, важно увеличить скорость движения, обеспечивая меньший прогрев материала заготовок. Либо можно делать отрывы дуги, чтобы позволять металлу немного остыть. Еще один способ предполагает снижение силы тока. Однако не стоит сразу прибегать ко всем перечисленным мерам, лучше использовать их поэтапно.

Правила создания угловых и стыковых швов

Как варить угловые швы.

Расплавленному металлу свойственно стекать вниз, поэтому лучше всего при сварке подобных швов из нижнего положения использовать способ, который называется «в лодочку». Иными словами, деталь устанавливается так, чтобы избежать течи шлака прямо перед дугой.

Формирование углового шва при горизонтальном расположении нижней плоскости чревато некачественным проваром вершин угла. Это объясняется тем, что работать начали с вертикально расположенного листа, из-за чего горячий металл начал стекать на второй, еще холодный лист.

Чтобы избежать подобной проблемы, нужно варить с нижней плоскости и зажигать дугу в строго определенной точке. Электроду придают наклон 45° относительно обрабатываемой заготовки. В процессе работы расходник немного наклоняют в разные стороны.

Как только при варке угловых швов отказываются от метода «в лодочку», приходится использовать однослойный шов с катетом до 8 мм. В противном случае необходимо сделать несколько слоев.

Чтобы произвести сварку нескольких слоев углового шва, формируют узкий валик при помощи электрода диаметром 3-4 мм – в таком случае удается полностью проварить корень.

Количество проходов зависит от площади поперечного сечения шва. Обычно данная величина составляет 30–40 мм2.

Как варить стыковые швы электросваркой.

Если на кромках отсутствуют скосы, у накладываемого валика требуется обеспечить небольшое расширение с каждой стороны стыка. Избежать непровара можно, равномерно распределяя горячий металл.

Без скоса кромок изделие толщиной 6 мм можно проварить лишь за счет грамотного подбора силы тока и электродов. Стоит отметить, что величину тока настраивают исключительно опытным путем – для этого нужно сварить несколько пробных планок.

На деталях с V-образными скосами можно варить как однослойные швы, так и многослойные. Здесь выбор подхода, в первую очередь, зависит от толщины металла. Если формируется один слой, дуга разжигается в пункте «А» – на границе скоса. Далее электрод опускают, чтобы целиком проварить корень шва, после чего дугу переносят на следующую кромку.

Движение электрода по скосам намеренно замедляют, поскольку только таким образом достигается полноценный провар. На корне шва двигаются быстрее, чтобы избежать прожога металла.

На обратной стороне соединения специалисты делают еще один подварочный шов. Либо там монтируют стальную подкладку толщиной 2-3 мм. С этой целью на 20–30 % повышают сварочный ток относительно стандартного показателя. Немаловажно, что сквозное проплавление в данном случае невозможно.

При формировании валика шва стальная подкладка тоже приваривается. Ее оставляют при условии, что она не вносит критичные изменения в изготавливаемую конструкцию. Если речь идет о сварке очень важных изделий, проваривают противоположную сторону корня шва.

Чтобы сформировать стыковой многослойный шов, начинают с проварки его корня. Здесь выбирают электроды с сечением 4-5 мм. На следующем этапе производят наплавку новых слоев расширенными валиками при помощи электродов больших размеров.

Нюансы сварки потолочного шва

Нередко начинающие мастера задаются вопросом о том, как варить потолочные швы, если горячий металл становится жидким и стекает? В этом случае используют короткую дугу и электрод с тугоплавким покрытием. В процессе формирования шва на торце электрода образуется чехольчик – именно он не дает скатываться каплям металла. Конец электрода равномерно удаляют и приближают к заготовке, давая соединению немного остыть и затвердеть. При этом может использоваться исключительно расходник небольшого сечения. Силу току устанавливают на 10–12 % ниже, чем при сварке заготовок такой же толщины, но расположенных внизу.

При формировании потолочных швов всплывают пузырьки газа, которые попадают в корень шва, что негативно сказывается на прочности всего соединения.

Нужно понимать, что потолочной сваркой пользуются в редких ситуациях, если не удается наложить шов из нижнего положения.

Вероятные ошибки при сварке швов

Благодаря рекомендациям специалистов становится понятно, как варить швы, чтобы не допускать ошибок и всегда получать результат высокого качества.

Во время сварки наиболее распространены такие промахи:

Опыт и понимание того, как варить швы, приходит со временем. Главное – не прекращать практику, ведь с ее помощью нарабатывается мастерство, а специалист становится востребованным в своей профессии.

Сварочные швы

Сварка – один из основных методов скрепления двух элементов, а сварочные швы – зоны, соединяющие две металлические заготовки между собой. Получаются такие спайки в ходе расплавления и последующего остывания стали.

Хороший сварщик должен знать виды сварных соединений и уметь наносить все разновидности швов. Без этих навыков невозможно изготовить качественную и долговечную конструкцию.

Типы стыков

Сварные швы делятся на 5 вариаций:

нахлёсточные;
параллельные;
стыковые;
угловые;
т – образные.

Сварочные швы и их разновидности

Нахлёсточные часто используют для создания резервуаров цилиндрической формы, которые планируется эксплуатировать в горизонтальном или вертикальном положении. Свариваемые элементы накладываются внахлёст, но полностью не перекрываются. В итоге получается структура, которая похожа на ступеньку. С торцевых сторон деталей наносятся сварочные швы.

Параллельные способы нанесения применяют для увеличения прочности структуры. Оба составляющих плотно прикладываются друг к другу и скрепляются сваркой со стороны рёбер. Данным приёмом можно укрепить конструкции, на наружность которых будет приходиться сильное механическое воздействие. Однако такую технологию запрещено использовать в ремонте движущихся механизмов.

Стыковая версия является самой популярной. Свариваемые части должны находиться в одинаковой плоскости, одна напротив другой. Такой стык используется для скрепления водопроводных труб, дымоходов, хранилищ или стальных колонн. Также эту систему эксплуатируют в машиностроении, при изготовлении воздушного и водного транспорта, на военных заводах. Да, и создание подобной «склейки» требует минимум средств и времени.

Угловые виды сварных швов хорошо применимы для скрепления нескольких заготовок, которые необходимо расположить под прямым углом. Заготовка делается следующим образом: под углом 90° устанавливаются детали (в виде символа «Г»), а в месте примыкания краёв накладывается сварной шов. Эта сварка распространена как в промышленности, так и в частном хозяйстве. А с её помощью можно изготовить прочные опоры или котлы.

Т – образный или тавровый сварной шов не похож на другие, поскольку готовая часть будет выглядеть как буква «Т». Неопытному человеку будет трудно создать подобное, поскольку в процессе важно учитывать ограничения, относящиеся к удержанию электрода (рекомендуется придерживаться угла в 60°). При этом толщина соединяемых листов может отличаться. Также для выполнения потребуется больше проволоки, а сваренные тавровым методом элементы могут выйти с дефектами.

Техника работы

Движение стержня по сплошной линии будет недостаточно для хорошей сварки, и чтобы стать мастером своего дела, нужно понять технику использования аппарата. Главные особенности технологии – постоянный контроль зазора между составляющими. Если расстояние будет слишком маленьким, то сталь плохо прогреется, что негативно отразиться на его крепости. Следует контролировать и скорость ведения штатива, и основную процедуру спайки. Главное, чтобы расплавленный металл равномерно распределялся по канавке.

Характеристики сварного шва

Как правильно накладывать шов:

Варить круговыми или зигзагообразными движениями. Траектория должна сохранятся на протяжении всей спайки.
Держать ручку под правильным углом. Чем острее наклон, тем меньше глубина пропарки.
Контролировать темп передвижения электрода. Тут всё зависит от напряжения аппарата. Большой ток позволяет двигать держатель с большей скоростью, а швы в итоге будут более тонкими.
Грамотно выбрать слои спайки. В стыковых местах можно сделать несколько рядов, однако, этой методикой чаще изготавливают тавровый сварной шов.

Учёт этих правил поможет достичь желаемого результата, и специалист безошибочно произведёт любые виды сварочных швов.

Способы нанесения

К методам нанесения относятся:

Горизонтальный тип. По правилам можно наносить шов как с права на лево, так и в обратную сторону. Тут важно соблюдать приемлемый угол наклона, поскольку излишки расплавленного металла будут вытекать наружу. Если у человека мало навыков, то всю процедуру можно выполнить за 2-3 прохода.
Вертикальный тип. Рабочая поверхность может располагаться в потолочной или настенной зонах. Сварочные соединения также можно делать двумя методиками: сверху вниз, и снизу вверх. Однако выбирать лучше первый вариант, поскольку тепло от дуги способствует высокому прогреванию сплава.
Потолочный тип. Выполнять весь процесс нужно очень быстро, сохраняя стабильный темп ведения стержня. Также для сохранения сплава в шве потребуется делать вращательные движения. Следует отметить, что текущая разновидность является самой сложной, и приступать к работе следует после получения необходимого опыта.

Типизация сварочных швов по способу нанесения

С первого раза тяжело понять, какие бывают разновидности, и изучить все технологии. Но регулярная практика сделает из любого новичка настоящего профессионала.

Техника сварки стыковых швов

Рис. 34. Схема заполнения швов по сечению:
а - однопроходная сварка, б - многослойная, в - многослойная многопроходная: I-VI слои шва, 1-8 - очередность наложения валиков

Рис. 35. Выполнение первого слоя при сварке стыкового соединения, имеющего разделку кромок

Выполнение стыковых швов в нижнем положении. Для исключения прожога свариваемых кромок в корне шва применяют различные подкладки и подушки. Сварку можно выполнять вертикально расположенным электродом, углом назад и углом вперед. Техника сварки стыкового соединения в нижнем положении представлена на рис. 36.

Рис. 36. Техника сварки стыкового соединения:
а - вертикально расположенным электродом, б - углом назад, в - углом вперед; 1 - свариваемые пластины, 2 - подкладка, 3 - положение электрода углом вперед, 4 - вертикально расположенным электродом, 5 - положение электрода углом назад, 6 - корневой шов

Выполнение стыковых швов в вертикальном положении. Вертикальные швы выполняют двумя способами: снизу вверх и сверху вниз. При сварке снизу вверх (рис. 37) дугу возбуждают в нижней точке соединения, и после образования ванночки расплавленного металла электрод отводят немного вверх и в сторону. Дуга при этом должна быть направлена на основной металл. Расплавленный металл при отводе электрода вверх затвердевает, образуя «полочку», на которую наплавляют и которая удерживает последующие капли металла при движении электрода вверх. Электрод рекомендуется наклонять вверх под углом 20-25º к горизонту.

Рис. 37. Схема техники выполнения наплавки валиков и вертикальных швов на подъем:
а - зажигание дуги, б - образование сварочной ванны, в - движение электрода вверх

При сварке сверху вниз (рис. 38) дугу возбуждают в верхней точке шва и придают электроду сначала перпендикулярное, а после образования кратера - наклонное положение. Метод сварки сверху вниз рекомендуется применять в основном лишь для соединения тонкого металла и выполнения первых слоев при наличии разделки кромок.

Рис. 38. Схема техники сварки (наплавки) на спуск:
а - зажигание дуги, б - образование сварочной ванны, в - движение электрода вниз

Вертикальные швы выполнять значительно труднее, чем нижние, так как в первом случае расплавленный металл под действием силы тяжести стремится вытечь из сварочной ванны. Вертикальные швы следует выполнять током на 10-15% меньшим, чем при выполнении швов в нижнем положении, и короткой дугой. Используемые для наложения вертикальных швов электроды должны иметь «короткие» шлаки. При выполнении вертикальных швов, как и при выполнении швов в нижнем положении, получают узкие и широкие валики. Движение электрода при наплавке узких валиков в вертикальном положении приводится на рис. 39, а широких - на рис. 40.

Рис. 39. Движение электрода ври наплавке узких валиков при наклонном положении:
а - по траектории острого угла, б - лесенкой, чередуя приближение электрода к поверхности пластины с последующим отводом его, в - перемещение электрода на 3-4 диаметра вверх вдоль пластины и последующее возвращение его к сварочной ванне (цифрами отмечены точки изменения направления электрода)

Рис. 40. Схема движения электрода при выполнении широких валиков при сварке стыковых соединений в вертикальном положении

При сварке стыковых горизонтальных соединений подготовка необходима только для верхней кромки. Дугу возбуждают вначале на нижней горизонтальной кромке, а затем перемещают на скошенную кромку. Горизонтальные швы выполняют вертикально расположенным электродом, углом назад и углом вперед. Движение электрода можно осуществлять на себя и от себя. Последовательность наложения слоев 1-6 приведена на рис. 41. Угол наклона электрода к вертикальной плоскости свариваемого изделия должен составлять 75-80°.

Рис.41. Последовательность наложения слоев при выполнении горизонтального шва (1-6 - очередность выполнения валиков)

Выполнение стыковых швов в потолочном положении. При выполнении таких швов необходимо накладывать узкие и широкие валики. Узкие и широкие (в основном это предпоследние) валики укладываются в разделку кромок. Декоративные валики, укладываемые на поверхности металла, служат для усиления шва. Узкие валики выполняются по схемам, приведенным на рис. 42. Сущность наложения валиков в потолочном положении «лесенкой» состоит в том, что электрод располагают к плоскости под углом 90-130°. Затем из точки 1 переводят его к изделию и зажигают, дугу в точке 2. После образования маленькой порции расплавленного металла электрод на расстоянии 5-12 мм от потолочной плоскости отводят в точку 3. Затем его возвращают в точку 4 и т. д. При возвращении электрода в точки 2, 4, 6, 8, 10, 12 и т. д. расплавленный металл накладывают на остывшую порцию металла на длину 1/2 или 1/3.

Рис. 42. Схема наложения узких валиков в потолочном положении:
I - лесенкой, II - полумесяцем, III - обратнопоступательно, l - диаметр закристаллизовавшейся капли металла

Сущность сварки полумесяцем состоит в том, что электрод располагают, как и в первом случае, под углом 90-130° к плоскости и, манипулируя электродом по схеме полумесяца, беспрерывно заходят концом электрода на закристаллизовавшуюся часть металла и наплавляют узкий валик.
Обратнопоступательный способ наплавки узких валиков в потолочном положении состоит в том, что концом электрода электросварщик беспрерывно возвращается назад на кристаллизующуюся часть металла, но постоянно удлиняет валик по протяженности. При наплавке широких валиков в различных вариациях используют или сочетают вместе все три приведенных выше варианта при наплавке узких валиков.
Потолочные швы являются наиболее трудными для выполнения, так как расплавленный металл всегда стремится вытечь из сварочной ванны вниз. Незастывший металл удерживается в сварочной ванне силами поверхностного натяжения и давлением дуги. Объем сварочной ванны должен быть минимальным, поэтому сварка возможна только при короткой дуге. Ток должен быть на 15-20% меньше, чем при сварке в нижнем положении. Потолочную сварку выполняют сварщики-потолочники, прошедшие специальную подготовку.

1. Какие условия требуются для получения высокого качества сварного шва?
2. Как выполняются швы в потолочном положении?

Уважаемый посетитель, Вы прочитали статью "Сварка стыковых соединений", которая опубликована в категории "Ручная дуговая сварка". Если Вам понравилась или пригодилась эта статья, поделитесь ею, пожалуйста, со своими друзьями и знакомыми.

Читайте также: