Разновидности и способы выполнения сварочных швов

Разновидности и способы выполнения сварочных швов

Конечная цель любого сварщика – получение качественного сварочного шва. От этого зависит прочность и долговечность соединения деталей. Для успешной работы важно правильно выполнить подключение; выбрать силу тока, угол наклона электрода; хорошо владеть техникой выполнения шва. Результатом правильной работы будет надежное сваривание металлических деталей.

Наклон электрода

Сварочные швы классифицируют по нескольким признакам. Виды и типы сварочных соединений нужно рассматривать последовательно, вникая в тонкости процесса. НА шов влияет расположение, направление и траектория движения электрода.

После закрепления выбранного электрода в фиксаторе, установки тока, подключения полярности начинается процесс сваривания.

У каждого мастера есть свой предпочтительный угол наклона электрода. Многие считает оптимальным значение 70 ° от горизонтальной поверхности.

От вертикальной оси при этом образуется угол, равный 20 °. Некоторые работают под максимальным углом 60 °. В целом, в большинстве учебных рекомендаций присутствует диапазон значений от 30 ° до 60 ° от вертикальной оси.

В определенных ситуациях, при сварке в труднодоступных местах, нужно ориентировать электрод строго перпендикулярно относительно поверхности свариваемого материала.

Перемещать электрод можно тоже по-разному, в противоположных направлениях: от себя или к себе.

Если материал требует глубокого прогрева, то электродом ведут к себе. В след за ним в направлении сварщика тянется рабочая зона. Образующийся шлак накрывает место сплава.

Если работа не предполагает сильного прогревания, то электрод перемещают от себя. За ним «ползет» сварочная зона. Глубина разогрева при таком исполнении шва минимальна. С направлением вопрос ясен.

Траектория движения

Особое влияние на шов оказывает траекторию движения электрода. Она в любом случае имеет колебательный характер. Иначе две поверхности сшить не удастся.

Колебания могут быть похожи на зигзаги с разным шагом между острыми углами траектории. Они могут быть плавными, напоминающими движение по смещенной восьмерке. Траектория может быть подобна елочке или прописной букве Z с вензелями вверху и внизу.

Идеальный шов имеет постоянную высоту, ширину, равномерный внешний вид без дефектов в виде кратеров, подрезов, пор, непроваров. Название возможных изъянов говорит само за себя. Хорошо отработав умения, можно успешно накладывать любой шов, сваривать разнообразные металлические детали.

Нормативы и понятие катета

Сварной шов начинает формироваться в рабочей зоне при расплавленном состоянии металлов, и окончательно образуется после застывания.

Существующая классификация группирует швы по различным признакам: типу соединения деталей, образующейся форме шва, его протяженности, количеству слоев, ориентации в пространстве.

Типы возможных сварных соединений отображены в стандарте для ручной и дуговой сварки ГОСТ 5264. Соединения, выполняемые дуговой сваркой в атмосфере защитного газа нормированы документом ГОСТ 14771.

В ГОСТах имеется обозначение каждого сварного соединения, а также таблица, содержащая основные характеристики, в частности значения катета сварочного шва.

Что такое катет, понять достаточно просто, взглянув на рисунок соединяемых деталей. Это сторона умозрительного равнобедренного треугольника максимальных размеров, который поместится в поперечном сечении шва. Правильно рассчитанное значение катета гарантирует прочность соединения.

У деталей неравномерной толщины за основу берут площадь сечения детали в самой тонкой ее части. Не следует пытаться неоправданно увеличивать катет. Это может привести к деформации сваренной конструкции. К тому же увеличится расход материалов.

Проверка размеров катета проводится с помощью универсальных справочных шаблонов, представленных в специальной литературе.

Виды соединений

В зависимости от взаимного расположения деталей сварочные соединения происходят:

  • встык;
  • внахлест;
  • угловым способом;
  • тавровым способом.

При сварке встык приваривают торцы двух деталей, расположенных в одной плоскости. Стык может выполняться с отбортовкой, без скоса и со скосом. Форма скоса может напоминать буквы Х, К, V.

В некоторых случаях сварку делают внахлест, тогда одна деталь частично водружена на другую, расположенную параллельно. Совмещенная часть является нахлестом. Сваривание при этом делают без скоса с двух сторон.

Часто появляется необходимость сделать сварной угол. Такое соединение относят к угловому типу. Оно всегда выполняется с двух сторон, может не иметь скосов или иметь скос на одной кромке.

Если сварные части образовали в результате букву Т, значит было сделано тавровое соединение. Иногда детали, сваренные тавровым швом, образуют острый угол.

В любом случае одна деталь приваривается при этом к боковой части другой. Сваривание проводят с двух сторон без скоса или со скосами с каждой стороны.

Форма и протяженность

Форма шва может быть выпуклой, ровной (плоской). Иногда появляется необходимость сделать вогнутую форму. Выпуклые соединения предназначены для усиленной нагрузки.

Вогнутые места сплавов хорошо выдерживают динамические нагрузки. Универсальностью характеризуются плоские швы, которые делают чаще всего.

По протяженности швы бывают сплошными, не имеющими интервалов между сплавленными соединениями. Иногда достаточно швов прерывистого типа.

Интересной промышленной разновидностью прерывистого шва является соединение, которое образует контактная шовная сварка. Делают ее на специальном оборудовании, оснащенном дисковыми вращающимися электродами.

Часто их называют роликами, а такой вид сварки – роликовой. На таком оборудовании можно выполнять также сплошные соединения. Полученный шов очень прочен, абсолютно герметичен. Способ используют в промышленных масштабах для изготовления труб, емкостей, герметичных модулей.

Слои и расположение в пространстве

Шов металла может состоять из валика, сделанного за один проход. В этом случае он называется однослойным. При большой толщине свариваемых деталей выполняют несколько проходов, в результате которых последовательно образуются валики один на другом. Такое сварочное соединение называется многослойным.

Учитывая многообразие производственных ситуаций, при которых происходит сварка, понятно, что сориентированы швы в каждом конкретном случае по-разному. Бывают швы нижние, верхние (потолочные), вертикальные и горизонтальные.

Вертикальные швы проваривают обычно снизу верх. Применяется траектория перемещения электрода по полумесяцу, елочке или зигзагом. Начинающим сварщикам удобнее перемещать полумесяцем.

При горизонтальной сварке делают несколько проходов от нижней кромки соединяемых деталей до верхней кромки.

В нижнем положении проводят сварку встык или любым угловым способом. Хороший результат дает сварка под углом 45 °, «в лодочку», которая может быть симметричной и несимметричной. При сваривании в труднодоступных местах лучше применять несимметричную «лодочку».

Сложнее всего проводить сварку в потолочном положении. Для этого нужен опыт. Проблема заключается в том, что расплав пытается стечь из рабочей зоны. Чтобы этого не случилось, сварку проводят короткой дугой, силу тока уменьшают на 15-20 % по сравнению с обычными значениями.

Если толщина металла в месте сварки превышает 8 мм, то нужно выполнить несколько проходов. Диаметр первого прохода должен равняться 4 мм, последующих — по 5 мм.

В зависимости от ориентации шва выбирают соответствующее положение электрода. Для выполнения горизонтальных, вертикальных, потолочных соединений, сварки неповоротных стыков труб электрод направляют углом вперед.

При сварке угловых и стыковых соединений электрод направляют углом назад. Труднодоступные места проваривают электродом под прямым углом.

Обработка сварного соединения

При проведении сварки образуются шлаки. Если шлаковые включения попадают в шов, его качество ухудшается. Все шлаковые наслоения обязательно следует зачистить.

Если сварка выполняется несколькими проходками, то зачистка швов выполняется после каждого этапа сварки. При этом используют любые способы. Сначала сваренные детали оббивают молотком и чистят жесткой щеткой.

Затем проводят грубую зачистку. Мелкие детали чистят специальными ножами или шлифовальными кругами. Крупные болванки чистят на станках. На завершающей стадии место сварного соединения полируют.

Часто для этого применяют фибровый круг шлифовальной машины. Существуют другие способы полировки сварных соединений.

Сварочное дело постоянно развивается. Появляются новые материалы, совершенствуется технология. Необходимо следить за новостями в сварочном деле, чтобы узнавать много нового и интересного.

Источник:
http://svaring.com/welding/teorija/svarochnye-shvy

Сварка в различных пространственных положениях. Виды швов по расположению в пространстве. Особенности сварки швов в различных пространственных положениях

По расположению швов в пространстве в момент их исполнения различают:

  1. нижние;
  2. горизонтальные;
  3. вертикальные;
  4. потолочные швы.

Промежуточные положения относят к одному из них соответственно.

Сварка швов в вертикальном, горизонтальном и потолочном положениях в отличие от нижнего имеет ряд особенностей.

Нижние швы самые удобные для сварки тому, что капли электродного металла под собственной массой легко переходят в сварную ванну. Кроме того в этом положении удобно наблюдать за процессом сварки.

Вертикальные швы свариваются снизу вверх и сверху вниз. При этом основной и электродный металлы текут вниз. Поэтому при вертикальном сварке сварочный ток уменьшается на 10-15% по сравнению со сваркой в нижнем положении, а диаметр электрода не должен превышать 4-5 мм. Чтобы металл не вытекал из ванны, следует поддерживать очень короткую дугу, при которой расстояние между каплями электродного и основного металла настолько мала, что между ними возникает взаимное протягивания.

При сварке снизу вверх кривая возбуждается в самой низкой точке шва и после образования сварочной ванны электрод, первоначально установлен горизонтально (положение 1), отводится вверх (2 положения) на угол 45-50 градусов. При этом нижняя часть сварочной ванны начинает кристаллизоваться и образуется полочка, на которой содержатся капли металла. Чтобы предотвратить утечку металла из ванны необходимо осуществлять поперечные колебательные движения электродом с отводом его вверх и поочередно в разные стороны. Это обеспечивает быструю кристаллизацию жидкого металла.

При сварке сверху вниз в начальный момент электрод располагается перпендикулярно к основному металлу и дуга возбуждается в верхней точке шва. После образования сварочной ванны электрод наклоняют на 15-20 градусов так, чтобы дуга направлялась на основной и наплавленный металл. В этом случае жидкий металл частично подтекает под дугу и толщина металла искусственно увеличивается, что дает возможность избегать о топлив. Поэтому сварки сверху вниз используют для сварки тонких металлов. Для уменьшения окапывание металла применяют электроды с целлюлозным или пластмассовым покрытием органического вида (ОЗС-9, АНО-9, ВСЦ-2, ВСЦ-3 и др.). Производительность сварки сверху вниз выше по сравнению со сваркой снизу вверх. Вертикальные швы удобно сваривать электродом с выпиранием покрытия на сварных кромки.

Горизонтальные швы (в вертикальной плоскости) сваривать сложнее вертикальных. На верхнем листе возможные подрезы. Поэтому сварки ведут короткой дугой и электродами диаметром до 4-5 мм. Силу сварочного тока уменьшают на Ю-15% по сравнению с нижним положением. Чтобы предотвратить скатывания жидкого металла скос кромок выполняют на одном верхнем листе под углом 50 +5 градусов. Дуга при этом возбуждается на нижней горизонтальной кромке (положение 1), а затем переносится на преклонный скос (2 положения), поднимая вверх капли металла. Электродом выполняют спиральные колебательные движения. Горизонтальные швы внахлест сваривать легче стыковых том, что кромка нижнего листа способствует удержанию расплавленного металла от окапыванием вниз. Когда сваривают горизонтальные швы с двумя скосами кромок, устанавливают следующий порядок наложения швов, при котором в процессе проваливанием верхней кромки удается избежать потолочного положения кратера с расплавленным металлом. При сварке горизонтальных швов высокое качество обеспечивают электроды с целлюлозным покрытием (выполняют упиранием покрытие у кромки металла).

Потолочные швы сваривать сложнее всего. их выполняют сварщики высшей квалификации. Сложность сварки заключается в том, что капли металла пытаются скапывать вниз и затрудняется перенос капель с электродного металла в сварную ванну. Сложностей можно избежать, уменьшая силу сварочного тока на 15-20% по сравнению с нижним положением, используя электроды диаметром до 4 мм. При этом уменьшится объем сварочной ванны. Основным условием получения качественного шва является поддержание очень короткой дуги путем периодических замыканий электрода с металлом ванны. Угол наклона электрода до основного металла составляет 70-80 градусов. В момент короткого замыкания капля металла под воздействием силы поверхностного натяжения втягивается в сварную ванную, а когда электрод удаляется, дуга гаснет и металл шва кристаллизуется. Одновременно выполняют поперечные колебательные движения. Металл шва толщиной более 8 мм сваривают много проходными швами. При этом первый валик выполняют электродом диаметром 3 мм, а следующие — диаметром не более 4 мм. Для сварки потолочных швов используют электроды с выпиранием в покрытие.

Читайте также  Как правильно точить нож: основные способы и инструкция заточки на бруске

При выполнении потолочных швов с помощью покрытых электродов выделяются газы, которые поднимаются вверх и могут остаться в шве. Поэтому электроды перед сваркой необходимо хорошо просушить. Снижены режимы и неудобство сварки швов в различных пространственных положениях уменьшают производительность сварки. Поэтому, по возможности, изделия располагают так, чтобы сварки проходило в нижнем положении.

Сварные швы согласно ГОСТу 11969-79 по положению в пространстве имеют следующие условные обозначения: Н — нижнее; П — потолочное; Л — «челнок»; В — вертикальный; Г — горизонтальное; Пв — полу вертикальное; Пг — полу горизонтальное; Пп – полу потолочные.

Согласно квалификационной системой Международного института сварки, приняты следующие условные обозначения швов в различных пространственных положениях:

  1. РА — сварка швов в нижнем положении;
  2. PG — вертикальное сверху вниз;
  3. PF — вертикальное снизу вверх;
  4. PC — горизонтальное;
  5. РЕ — потолочное;
  6. PD — полупотолочные;
  7. РО — полу горизонтальное;
  8. J-L045 — полу вертикальное сверху вниз;
  9. H-L045 — полу вертикальное снизу вверх.

Книга: Технология электродуговой сварки

4. потолочные швы.

Промежуточные положения относят к одному из них соответственно.

Сварка швов в вертикальном, горизонтальном и потолочном положениях в отличие от нижнего имеет ряд особенностей.

Нижние швы самые удобные для сварки тому, что капли электродного металла под собственной массой легко переходят в сварную ванну. Кроме того в этом положении удобно наблюдать за процессом сварки.

Вертикальные швы свариваются снизу вверх и сверху вниз. При этом основной и электродный металлы текут вниз. Поэтому при вертикальном сварке сварочный ток уменьшается на 10-15% по сравнению со сваркой в нижнем положении, а диаметр электрода не должен превышать 4-5 мм. Чтобы металл не вытекал из ванны, следует поддерживать очень короткую дугу, при которой расстояние между каплями электродного и основного металла настолько мала, что между ними возникает взаимное протягивания.

При сварке снизу вверх кривая возбуждается в самой низкой точке шва и после образования сварочной ванны электрод, первоначально установлен горизонтально, отводится вверх на угол 45-50 градусов. При этом нижняя часть сварочной ванны начинает кристаллизоваться и образуется полочка, на которой содержатся капли металла. Чтобы предотвратить утечку металла из ванны необходимо осуществлять поперечные колебательные движения электродом с отводом его вверх и поочередно в разные стороны. Это обеспечивает быструю кристаллизацию жидкого металла.

При сварке сверху вниз в начальный момент электрод располагается перпендикулярно к основному металлу и дуга возбуждается в верхней точке шва. После образования сварочной ванны электрод наклоняют на 15-20 градусов так, чтобы дуга направлялась на основной и наплавленный металл. В этом случае жидкий металл частично подтекает под дугу и толщина металла искусственно увеличивается, что дает возможность избегать о топлив. Поэтому сварки сверху вниз используют для сварки тонких металлов. Производительность сварки сверху вниз выше по сравнению со сваркой снизу вверх.

Горизонтальные швы (в вертикальной плоскости)сваривать сложнее вертикальных. На верхнем листе возможные подрезы. Поэтому сварки ведут короткой дугой. Силу сварочного тока уменьшают на 10-15% по сравнению с нижним положением. Чтобы предотвратить скатывания жидкого металла скос кромок выполняют на одном верхнем листе под углом 50 +5 градусов. Дуга при этом возбуждается на нижней горизонтальной кромке, а затем переносится на преклонный скос, поднимая вверх капли металла. Электродом выполняют спиральные колебательные движения. Горизонтальные швы внахлест сваривать легче стыковых том, что кромка нижнего листа способствует удержанию расплавленного металла от окапыванием вниз. Когда сваривают горизонтальные швы с двумя скосами кромок, устанавливают следующий порядок наложения швов, при котором в процессе проваливанием верхней кромки удается избежать потолочного положения кратера с расплавленным металлом.

Потолочные швы сваривать сложнее всего. их выполняют сварщики высшей квалификации. Сложность сварки заключается в том, что капли металла пытаются скапывать вниз и затрудняется перенос капель с электродного металла в сварную ванну. Сложностей можно избежать, уменьшая силу сварочного тока на 15-20% по сравнению с нижним положением. При этом уменьшится объем сварочной ванны. Основным условием получения качественного шва является поддержание очень короткой дуги. Угол наклона электрода до основного металла составляет 70-80 градусов. В момент короткого замыкания капля металла под воздействием силы поверхностного натяжения втягивается в сварную ванную, а когда электрод удаляется, дуга гаснет и металл шва кристаллизуется. Одновременно выполняют поперечные колебательные движения. Металл шва толщиной более 8 мм сваривают много проходными швами.

Конструкции, подлежащие сварному соединению, в пространстве могут располагаться в различных плоскостях — так, как этого требует технология выполнения работ. От их пространственного расположения зависят направление шва сварного соединения и, как следствие, выбор метода сваривания, а также возможность привлечения специалиста с той или иной квалификацией.

Расположение сварного соединения

Положение шва при сварке определяется пространственным расположением кромок подготовленных к соединению элементов (деталей, конструкций). Всего различают четыре основных положения проведения сваривания: нижнее, горизонтальное, вертикальное, потолочное.

Нижнее расположение

Нижнее положение применяют в основном при сварке несложных элементов и в тех случаях, когда к качеству соединительного рубца не предъявляется дополнительных требований. Свариваемые поверхности располагаются горизонтально, положение электрода — вертикальное.

В нижнем положении возможно как двухстороннее сваривание металла максимальной толщиной до 0,8 см, так и одностороннее — если толщина не превышает 0,4 см. В обоих случаях соединение будет довольно прочным, но на его качество будут влиять следующие факторы, являющиеся основными при определении глубины проплавления, от которой и зависит качество выполненного соединения:

  • диаметр электродов;
  • толщина обрабатываемых элементов и наличие зазора между ними;
  • величина сварочного тока.

Сварка, выполняемая при нижнем расположении места соединения и конструкций, — наиболее оптимальный и высокопроизводительный способ соединения элементов. По мере плавления перенос электродного металла в сварочную ванну, которая располагается в горизонтальной плоскости, выполняется под действием естественной силы — силы тяжести, то есть сверху вниз. Единственный недостаток такого положения — риск образования прожогов, поэтому важно обеспечить наиболее полное проплавление, не допуская их появления. С этой задачей может успешно справится специалист, к квалификации которого даже не предъявляется дополнительных требований. Несмотря на этот недостаток нижнего положения, на этапе проектирования сварочных работ следует отдать предпочтение именно этому методу, стараясь максимально его задействовать.

Виды соединений, которые могут выполняться при нижнем положении:

  • стыковые сварные соединения;
  • угловые сварные соединения.

Горизонтальное расположение

В этом случае при сварке электрод располагается горизонтально, а обрабатываемые элементы — вертикально. Шов — горизонтальный. Такое положение в пространстве при сварке затрудняет работу специалиста и является неблагоприятным из-за риска вытекания металлического расплава из сварочной ванны на кромку нижерасположенного свариваемого элемента (опять же под действием силы тяжести). Поэтому для выполнения сварочного шва требуется косой подрез кромки выше расположенного элемента, а нижнюю деталь оставляют без изменений. Такое вмешательство помогает избежать брака в работе, а именно подреза верха шва из-за вытекания металла.

Это расположение электрода позволяет контролировать жидкий шлак, заставляя его двигаться за сварочной ванной. Такое движение благоприятно сказывается на качестве сварного соединения. Но иногда шлаг может оказаться впереди электрода, тогда следует кратковременно перейти к методу «назад углом», отбрасывая шлак.

В любом случае, какое пространственное расположение электрода правильное, решает только сварщик, который выполняет работу и контролирует качество шва. Усредненного оптимального варианта, которого стоит придерживаться, нет, применение методов диктует практика и процесс работы.

Все описанные методы сварного соединения применяются при выполнении работы ручным способом. Если процесс будет автоматическим или полуавтоматическим, то сварка должна проводиться в среде защитных газов.

Источник:
http://vniiam.ru/welding-in-various-spatial-positions-types-of-seams-for-location-in-space/

Газовая сварка в различных пространственных положениях

Перед газовой сваркой кромки свариваемого металла и прилегающие к ним участки должны быть очищены от ржавчины, окалины, краски и других загрязнений. Очищают свариваемые кромки металлической щеткой или пламенем сварочной горелки с последующей зачисткой металлической щеткой.

Перед сваркой детали соединяют друг с другом сваркой в отдельных местах короткими швами, с тем чтобы в процессе газовой сварки зазор между ними оставался бы постоянным. Эти соединения называют прихватками. Размеры прихваток и расстояние между ними выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла и длины шва.

При газовой сварке тонкого металла и коротких швах длина прихваток не должна превышать 5 мм, а расстояние между ними — 50-100 мм. При газовой сварке толстолистовой стали и швов значительной длины длина прихваток может составлять 20-30 мм при расстоянии между ними 300-500 мм. Прихватки выполняют на тех же режимах, что и сварку. Во время сварки особое внимание необходимо обращать на тщательное приваривание участка прихватки во избежание непровара в этих местах.

Стыковые швы можно выполнять и без прихваток, в этом случае для сохранения постоянного зазора в процессе сварки листы укладывают так, чтобы они образовали между собой небольшой угол. По мере сварки листы стягиваются за счет поперечной усадки шва и таким образом величина зазора остается постоянной по всей длине шва.

От правильной и тщательной подготовки и сборки деталей под газовую сварку во многом зависит качество, внешний вид сварочного соединения, его надежность и прочность.

При газовой сварке длинных швов применяют ступенчатую и обратноступенчатую сварку. При данных способах сварки весь шов разбивается на участки, которые сваривают в определенном порядке. Схема наложения швов показана на рисунке 1. При наложении каждого последующего участка предыдущий участок перекрывают на 10-20 мм в зависимости от толщины свариваемого металла.

а — сварка от кромки, б — сварка от середины шва

Рисунок 1 — Порядок наложения швов при газовой сварке

В зависимости от положения в пространстве сварные швы подразделяют на:

Нижние швы выполнять наиболее легко, так как расплавленный присадочный металл под действием силы тяжести стекает в кратер и не вытекает из сварочной ванны. Кроме того, наблюдение за газовой сваркой нижнего шва наиболее удобно. Нижние швы выполняют как левым, так и правым способами в зависимости от толщины свариваемого металла.

Вертикальные швы при малых толщинах выполняют сверху вниз правым способом и снизу вверх левым способом. При газовой сварке металла толщиной от 2 до 20 мм вертикальные швы целесообразно выполнять способом двойного валика. В этом случае скоса кромок не делают и свариваемые детали устанавливают с зазором, равным половине толщины свариваемого металла. Процесс ведется снизу вверх.

а — сверху вниз, б, в — снизу вверх, г — схема сварки двойным валиком

Рисунок 2 — Выполнение вертикальных швов газовой сваркой

При толщинах более 6 мм сварку ведут два сварщика. При этом способе в нижней части стыка проплавляется сквозное отверстие. Пламя, располагаясь в этом отверстии и постепенно поднимаясь снизу вверх, оплавляет верхнюю часть отверстия. Шов формируется на всю толщину, а усиление получается с обеих сторон стыка. Затем перемещают пламя выше, оплавляя верхнюю кромку отверстия и накладывая следующий слой металла на нижнюю сторону отверстия и так до полного выполнения шва.

Горизонтальные швы, при газовой сварке которых металл стремится стечь на нижнюю кромку, выполняют правым способом, держа конец проволоки сверху, а мундштук горелки снизу ванны. Сварочная ванна располагается под некоторым углом к оси шва, что облегчает формирование шва и удерживание жидкого металла от стекания.

Читайте также  Изготовление тротуарной плитки в домашних условиях своими руками

Наибольшие трудности возникают при газовой сварке потолочных швов. При сварке этих швов кромки нагревают до начала оплавления и в этот момент в сварочную ванну вводят присадочную проволоку, конец которой быстро оплавляется. Металл сварочной ванны удерживается от стекания вниз давлением газов пламени. Сварку лучше вести правым способом и выполнять в несколько слоев с минимальной толщиной каждого слоя.

Источник:
http://weldering.com/gazovaya-svarka-razlichnyh-prostranstvennyh-polozheniyah

Разновидности и способы выполнения сварочных швов

Конечная цель любого сварщика – получение качественного сварочного шва. От этого зависит прочность и долговечность соединения деталей. Для успешной работы важно правильно выполнить подключение; выбрать силу тока, угол наклона электрода; хорошо владеть техникой выполнения шва. Результатом правильной работы будет надежное сваривание металлических деталей.

Наклон электрода

Сварочные швы классифицируют по нескольким признакам. Виды и типы сварочных соединений нужно рассматривать последовательно, вникая в тонкости процесса. НА шов влияет расположение, направление и траектория движения электрода.

После закрепления выбранного электрода в фиксаторе, установки тока, подключения полярности начинается процесс сваривания.

У каждого мастера есть свой предпочтительный угол наклона электрода. Многие считает оптимальным значение 70 ° от горизонтальной поверхности.

От вертикальной оси при этом образуется угол, равный 20 °. Некоторые работают под максимальным углом 60 °. В целом, в большинстве учебных рекомендаций присутствует диапазон значений от 30 ° до 60 ° от вертикальной оси.

В определенных ситуациях, при сварке в труднодоступных местах, нужно ориентировать электрод строго перпендикулярно относительно поверхности свариваемого материала.

Перемещать электрод можно тоже по-разному, в противоположных направлениях: от себя или к себе.

Если материал требует глубокого прогрева, то электродом ведут к себе. В след за ним в направлении сварщика тянется рабочая зона. Образующийся шлак накрывает место сплава.

Если работа не предполагает сильного прогревания, то электрод перемещают от себя. За ним «ползет» сварочная зона. Глубина разогрева при таком исполнении шва минимальна. С направлением вопрос ясен.

Траектория движения

Особое влияние на шов оказывает траекторию движения электрода. Она в любом случае имеет колебательный характер. Иначе две поверхности сшить не удастся.

Колебания могут быть похожи на зигзаги с разным шагом между острыми углами траектории. Они могут быть плавными, напоминающими движение по смещенной восьмерке. Траектория может быть подобна елочке или прописной букве Z с вензелями вверху и внизу.

Идеальный шов имеет постоянную высоту, ширину, равномерный внешний вид без дефектов в виде кратеров, подрезов, пор, непроваров. Название возможных изъянов говорит само за себя. Хорошо отработав умения, можно успешно накладывать любой шов, сваривать разнообразные металлические детали.

Нормативы и понятие катета

Сварной шов начинает формироваться в рабочей зоне при расплавленном состоянии металлов, и окончательно образуется после застывания.

Существующая классификация группирует швы по различным признакам: типу соединения деталей, образующейся форме шва, его протяженности, количеству слоев, ориентации в пространстве.

Типы возможных сварных соединений отображены в стандарте для ручной и дуговой сварки ГОСТ 5264. Соединения, выполняемые дуговой сваркой в атмосфере защитного газа нормированы документом ГОСТ 14771.

В ГОСТах имеется обозначение каждого сварного соединения, а также таблица, содержащая основные характеристики, в частности значения катета сварочного шва.

Что такое катет, понять достаточно просто, взглянув на рисунок соединяемых деталей. Это сторона умозрительного равнобедренного треугольника максимальных размеров, который поместится в поперечном сечении шва. Правильно рассчитанное значение катета гарантирует прочность соединения.

У деталей неравномерной толщины за основу берут площадь сечения детали в самой тонкой ее части. Не следует пытаться неоправданно увеличивать катет. Это может привести к деформации сваренной конструкции. К тому же увеличится расход материалов.

Проверка размеров катета проводится с помощью универсальных справочных шаблонов, представленных в специальной литературе.

Виды соединений

В зависимости от взаимного расположения деталей сварочные соединения происходят:

  • встык;
  • внахлест;
  • угловым способом;
  • тавровым способом.

При сварке встык приваривают торцы двух деталей, расположенных в одной плоскости. Стык может выполняться с отбортовкой, без скоса и со скосом. Форма скоса может напоминать буквы Х, К, V.

В некоторых случаях сварку делают внахлест, тогда одна деталь частично водружена на другую, расположенную параллельно. Совмещенная часть является нахлестом. Сваривание при этом делают без скоса с двух сторон.

Часто появляется необходимость сделать сварной угол. Такое соединение относят к угловому типу. Оно всегда выполняется с двух сторон, может не иметь скосов или иметь скос на одной кромке.

Если сварные части образовали в результате букву Т, значит было сделано тавровое соединение. Иногда детали, сваренные тавровым швом, образуют острый угол.

В любом случае одна деталь приваривается при этом к боковой части другой. Сваривание проводят с двух сторон без скоса или со скосами с каждой стороны.

Форма и протяженность

Форма шва может быть выпуклой, ровной (плоской). Иногда появляется необходимость сделать вогнутую форму. Выпуклые соединения предназначены для усиленной нагрузки.

Вогнутые места сплавов хорошо выдерживают динамические нагрузки. Универсальностью характеризуются плоские швы, которые делают чаще всего.

По протяженности швы бывают сплошными, не имеющими интервалов между сплавленными соединениями. Иногда достаточно швов прерывистого типа.

Интересной промышленной разновидностью прерывистого шва является соединение, которое образует контактная шовная сварка. Делают ее на специальном оборудовании, оснащенном дисковыми вращающимися электродами.

Часто их называют роликами, а такой вид сварки – роликовой. На таком оборудовании можно выполнять также сплошные соединения. Полученный шов очень прочен, абсолютно герметичен. Способ используют в промышленных масштабах для изготовления труб, емкостей, герметичных модулей.

Слои и расположение в пространстве

Шов металла может состоять из валика, сделанного за один проход. В этом случае он называется однослойным. При большой толщине свариваемых деталей выполняют несколько проходов, в результате которых последовательно образуются валики один на другом. Такое сварочное соединение называется многослойным.

Учитывая многообразие производственных ситуаций, при которых происходит сварка, понятно, что сориентированы швы в каждом конкретном случае по-разному. Бывают швы нижние, верхние (потолочные), вертикальные и горизонтальные.

Вертикальные швы проваривают обычно снизу верх. Применяется траектория перемещения электрода по полумесяцу, елочке или зигзагом. Начинающим сварщикам удобнее перемещать полумесяцем.

При горизонтальной сварке делают несколько проходов от нижней кромки соединяемых деталей до верхней кромки.

В нижнем положении проводят сварку встык или любым угловым способом. Хороший результат дает сварка под углом 45 °, «в лодочку», которая может быть симметричной и несимметричной. При сваривании в труднодоступных местах лучше применять несимметричную «лодочку».

Сложнее всего проводить сварку в потолочном положении. Для этого нужен опыт. Проблема заключается в том, что расплав пытается стечь из рабочей зоны. Чтобы этого не случилось, сварку проводят короткой дугой, силу тока уменьшают на 15-20 % по сравнению с обычными значениями.

Если толщина металла в месте сварки превышает 8 мм, то нужно выполнить несколько проходов. Диаметр первого прохода должен равняться 4 мм, последующих — по 5 мм.

В зависимости от ориентации шва выбирают соответствующее положение электрода. Для выполнения горизонтальных, вертикальных, потолочных соединений, сварки неповоротных стыков труб электрод направляют углом вперед.

При сварке угловых и стыковых соединений электрод направляют углом назад. Труднодоступные места проваривают электродом под прямым углом.

Обработка сварного соединения

При проведении сварки образуются шлаки. Если шлаковые включения попадают в шов, его качество ухудшается. Все шлаковые наслоения обязательно следует зачистить.

Если сварка выполняется несколькими проходками, то зачистка швов выполняется после каждого этапа сварки. При этом используют любые способы. Сначала сваренные детали оббивают молотком и чистят жесткой щеткой.

Затем проводят грубую зачистку. Мелкие детали чистят специальными ножами или шлифовальными кругами. Крупные болванки чистят на станках. На завершающей стадии место сварного соединения полируют.

Часто для этого применяют фибровый круг шлифовальной машины. Существуют другие способы полировки сварных соединений.

Сварочное дело постоянно развивается. Появляются новые материалы, совершенствуется технология. Необходимо следить за новостями в сварочном деле, чтобы узнавать много нового и интересного.

Источник:
http://svaring.com/welding/teorija/svarochnye-shvy

Как варить вертикальный и горизонтальный швы электросваркой: пошаговые инструкции

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

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

Сварные швы: общие определения

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

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

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

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

Как варить вертикальный шов?

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

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

Техника снизу вверх

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

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

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

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

Инструкция сварщика устанавливает следующие действия:

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

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

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

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

Техника сверху вниз

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

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

Читайте также  Сварка чугуна электродом и инвертором в домашних условиях: технология процесса холодным и горячим способами

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

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

Технология варки горизонтального шва

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

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

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

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

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

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

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

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

Электрическая дуга: контроль оптимальной длины

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

Теоретически в режиме сварки можно получить три дуговых промежутка:

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

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

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

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

Управление положением электрода

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

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

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

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

Параметры тока и перемещение электрода

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

Таблица соответствия тока, электрода, толщины металла

Источник:
http://sovet-ingenera.com/santeh/svarka/kak-varit-vertikalnyj-i-gorizontalnyj-shvy-elektrosvarkoj.html

Виды и техники выполнения сварочных швов


На сегодняшний день самым популярным видом соединения деталей в монолитное изделие является сварка. Ее существует множество видов, так как сварочные работы применяются во многих отраслях, начиная с домашнего хозяйства и заканчивая созданием сложных технических конструкций. Научиться искусству сварки несложно, главное – разобраться в основных понятиях, отличать виды сварок и «набить» руку на ведении электрода (горелки), для создания красивого, прочного и качественного шва.

Принципы работы сваркой и основные понятия

Прежде чем перейдем к технологии, как правильно класть сварочный шов, разберем несколько понятий:

  • сварное соединение – это скрепление двух деталей сварочным методом;
  • сварочный шов – это участок сварного соединения, который образовался за счет молекулярного соединения расплавленных краев двух металлических деталей, в результате дальнейшей кристаллизации металла;
  • металл шва – это сплав, который образуется в результате термического воздействия на основной металл (деталь);
  • зона сплавления – это грань между металлом шва и основным металлом (изделием);
  • зона термовлияния – это участок, который поддался воздействию тепла, но не расплавился, а лишь изменил свои свойства за счет нагрева.
  • сварка – это процесс, во время которого плавится металл с помощью специального оборудования, соединяющего элементы методом расплавления их кромок;
  • электродуга – это разряд, возникающий между заготовкой и электродом;
  • электрод – это специальный металлический стержень с различным химическим напылением, являющийся проводником электрического тока.

В разных отраслях промышленности применяются разные виды сварки, которые отличаются методом воздействия, применением разных материалов и технологиями работы для создания простых и многопроходных швов. Например, в дуговой сварке основным плавящим элементом выступает электрод, который возбуждает и удерживает дугу на рабочей детали. В газовой сварке источником тепла служит горелка, из которой под сильным давлением выходит ровное бесперебойное пламя, образовавшееся в результате горения смеси кислорода и ацетилена.

Хоть и при разных видах сварки на деталь идет разное воздействие, суть остается одна: два металлических изделия плотно прикладываются друг к другу или с небольшим расстоянием, если, например, необходимо заварить прохудившуюся деталь. Далее с помощью сварочного аппарата мастер прогревает края детали так, чтобы они начали плавиться. В этот момент образуется так называемая сварочная ванна. Кроме основного металла часто применяют дополнительный (электрод или проволоку), для увеличения количества металла шва. Когда готов расплавленный материал – формируется дорожка. Затем он кристаллизируется и образуется прочное соединение.

Виды швов и технология выполнения

Когда мастер уже освоил, как правильно варить сваркой, можно приступать непосредственно к видам и техникам шва. Залог качественного соединения – это правильные настройки на сварочном аппарате (трансформаторе или инверторе), в соответствии с характеристиками металла и температурой его плавления. Мягкие металлы варятся на низких токах, плотные — на высоких. Также необходимо учитывать тип сварочного шва, так как каждый из них имеет свою технику выполнения. Самые распространенные виды швов:

1.По внешнему виду – плоские, усиленные и ослабленные.

2.По технике выполнения – односторонние и двухсторонние (при которых мастер спаивает заготовки с двух сторон).

3.По количеству слоев – одно-, двух-, трехслойные.

4.По протяженности – точечные, двусторонние шахматные, цепные, точечные, непрерывные.

5.По направлению усилия – поперечные, продольные, косые, комбинированные.

6.По пространственному размещению – горизонтальные, вертикальные, потолочные, нижние.

Перейдем теперь к технологии выполнения шва. Рассмотрим основные этапы работы:

1.Подготовительный. При этом шаге нужно выполнить ряд подготовительных работ. Во-первых, приготовить рабочее место, в соответствии с правилами безопасности. Во-вторых, запастись робой и защитной маской, чтобы не получить ожоги глаз. В-третьих, приготовить изделие к работе. Для этого его необходимо зачистить от остатков краски, лака, масла, пыли и прочих загрязнений. Для этого применяется металлическая щетка или наждачная бумага высокой абразивности. Затем на сварочном аппарате требуется выставить все настройки и можно приступать.

2.Создание дуги или поджог горелки (зависит от типа сварки). Особенности электродуговой сварки можно прочесть тут, а газовой тут.

3.На этом этапе создаются сварочные швы (техники ведения электрода рассмотри подробнее).

4.Завершающий этап. Когда уже дорожка готова, необходимо не забыть оббить шлак с валика (при дуговой сварке). Соединения, созданные газовой и плазменной сваркой не шлакуются, то есть, от них нет никакого мусора.

Техника ведения электрода – залог красивого сварочного шва

Чтобы создать идеальный шов, недостаточно вести электродом по прямой линии вдоль зазора между деталями. Существует несколько методов создания соединений. Все они основаны на плавном перемещении электрода по определенной траектории, в результате чего остается ровная дорожка.

Чтобы создать красивый сварочный шов, горелку или электрод нужно немного повернуть по отношению к детали градусов на 60. Вести его нужно плавно, но при этом важно не передержать проводник на одном месте, чтобы не пропалить заготовку. Самый простой способ – это «зигзаг». При этом проводник ведется от правой зоны сплавления до левой немного по диагонали. Возвращаться следует в зеркальном отражении и в результате получится, будто мастер условно рисует зигзаг. Такое соединение можно применять для разных видов сплавов и металлов.

Если зазор между заготовками более 5 миллиметров, то лучше применить технику «елочка». При этом совершается больше движений, которые позволяют наплавить больше материала для скрепления. Начинать рекомендуется с правой стороны и вести проводник ровной горизонтальной линией влево, затем под углом 45 градусов нужно вернуться вниз до середины шва и под таким же углом проложить линию вверх, протягивая ее выше той, с которой начинали. Таким образом, будет получаться условная елочка, созданная из множества треугольников. При этом главное не увеличить расстояние между электродом и заготовкой, чтобы не потерять дугу (при электродуговой сварке).

Красивые соединения получаются при использовании методики «петелька». Ее можно применять для тонкого металла при работе полуавтоматом или газовой сваркой. Здесь швы следует накладывать плавными закругленными движениями, напоминающие непрерывную цепочку из петелек.

На картинке можно ознакомиться, какие еще способы применяются, чтобы наносить сварные швы.

Советы от профессионалов

Мастера, которые с легкостью создают дорожки любой сложности и в любом положении делятся некоторыми советами с начинающими сварщиками, которые не понимают, почему у них не получается то или иное соединение:

  • важно сохранить одинаковую ширину зазора вдоль всего шва, тогда он будет качественным и надежным;
  • нельзя нарушать расстояние между деталью и электродом, так как при потере дуги деформируется соединение;
  • электрод или горелку нужно держать под наклоном 60-75 градусов по отношению ко шву, таким образом, быстро кристаллизируется металл без потеков;
  • при работе на вертикальной поверхности лучше варить снизу вверх, так получится избежать растекания металла, образующегося при сварке.

В завершение нужно отметить, что мы рассмотрели базовые методики, как сделать хороший шов. Детальнее можно ознакомится в следующем ролике:

Источник:
http://svarkaed.ru/svarka/shvy-i-soedineniya/vidy-i-tehniki-vypolneniya-svarochnyh-shvov.html