При сварке швов без скоса кромок валик накладывается с небольшим уширением с одной или с обеих сторон стыка. Во избежание непровара необходимо обеспечить расплавление металла обеих кромок по всей толщине.
Провар металла толщиной до 6 мм по всему сечению шва при сварке встык без скоса кромок зависит от правильного выбора тока и диаметра электрода. При соответствующих диаметрах электрода и величине тока обеспечивается полный провар и высокая производительность сварки без скоса кромок металла толщиной от 4 до 8 мм. Подбирать величину тока рекомендуется опытным путем (сваривая пробные планки).
Соединения встык с V-образной подготовкой кромок в зависимости от толщины металла сваривают однослойными или многослойными швами. При сварке в один слой дугу возбуждают в точке а (рис. 67, а) на грани скоса, затем электрод перемещают вниз, проваривают корень шва и выводят дугу на вторую кромку. На скосах кромок движение электрода замедляют для обеспечения достаточного провара, а в корне шва, во избежание сквозного прожога, ускоряют.
С обратной стороны соединения рекомендуется накладывать подварочный шов, предварительно очистив корень шва от наплывов металла и шлака. Иногда с обратной стороны шва ставят подкладку из стали толщиной 2—3 мм. В этом случае можно повысить сварочный ток на 20—30% по сравнению с нормальной величиной, не опасаясь сквозного проплавления. Стальная подкладка при наложении валика шва приваривается и ее оставляют, если конструкция и назначение изделия это позволяют.
В ответственных конструкциях корень шва проваривают с обратной стороны; металл корня шва перед заваркой предварительно вырубают зубилом или зачищают резаком для поверхностной резки с целью удаления возможных дефектов (непровара, трещин).
При сварке многослойных стыковых швов сначала тщательно проваривают корень шва электродом диаметром 4—5 мм, затем наплавляют последующие слои уширенными валиками электродами большего диаметра (рис. 67, б. в). Перед наложением последующих слоев поверхность предыдущих очищают от шлака и окалины. Необходимо расплавлять и проваривать кромки, хорошо заваривать кратеры, не допускать в шве шлаковых прослоек.
Если подварка корпя шва с обратной стороны невозможна, то для обеспечения полного провара НИИ мостов рекомендует первый шов (корень шва) сваривать в вертикальном положении, при угле раскрытия кромок 60°, притуплении 1,5 мм, зазоре 3—4 мм, электродом диаметром 4 мм с покрытием АНО-4, током 160 а. При этом следует избегать резких изменений величины зазора между кромками. Плавные изменения величины зазора в пределах 2— 4 мм значения не имеют. Сварку ведут в направлении снизу вверх. Применяют и другие рутиловые покрытия, дающие относительно жидкотекучие шлаки, например, покрытие ОЗС-З. Второй и последующие швы сваривают в нижнем положении ручной, полуавтоматической или автоматической сваркой. Можно продолжать сварку и в вертикальном положении, если это технологически рационально. Для обеспечения последующего провара в месте прекращения сварки (при смене электрода и по другим причинам) перед ожидаемым перерывом процесса сварки шов «разваривают», т. е. делают электродом местное расплавление кромок, образуя лунку в корне разделки шва. Возобновление сварки начинают со дна лунки. Вследствие малого объема ванны в этот момент металл быстро кристаллизуется и не вытекает из ванны; обеспечивается полный провар кромок и хорошее формирование валика с обратной стороны корня шва.
Швы с Х-образной подготовкой кромок сваривают так же, как и швы с V-образной подготовкой кромок. Необходимо во всех случаях принимать меры, способствующие уменьшению и выравниванию сварочных деформаций и напряжений.
Чтобы при наплавке вышележащих слоев достаточно прогревался и отжигался нижележащий слой, толщина каждого слоя не должна превышать 4—5 мм.
Зажигать дугу можно двумя способами. Применение того или иного способа зажигания дуги (как, впрочем, и качество сварного шва) зависит от условий сварки и практических навыков сварщика.
При одном способе электрод приближают перпендикулярно к поверхности изделия до касания металла и быстро отводят вверх на необходимую длину дуги. Прикосновение электрода к изделию должно быть кратковременным, иначе он приварится к изделию («прилипнет»). Отрывать «прилипший» электрод следует резким поворачиванием его вправо и влево.
При другом способе электродом вскользь «чиркают», как спичкой, по поверхности металла. Чиркать надо в направлении сварки, чтобы не оставлять лишних следов. Если электрод «прилип», скорее всего, его обмазка повреждена. В этом случае надо сжечь выступающий из-под обмазки край электрода.
После возбуждения дуги электрод должен выдерживаться некоторое время в точке начала наплавки, пока не сформируется сварной шов и не произойдет расплавление основного металла. Сварочная ванна сначала будет маленькой, потом становится больше. В таком состоянии ее и надо удерживать. При этом не надо прямо смотреть на слепящую дугу. Сфокусируйтесь на зоне дальше дымящихся искр, на расплавленной ванне за электродом.
Очень важно научиться удерживать постоянную длину дуги, т. е. зазор между концом электрода и основным металлом во время продвижения по шву. Длина дуги значительно влияет на качество сварки и зависит от марки и диаметра электрода, пространственного положения сварки, разделки свариваемых кромок и т. п. Нормальной длина дуги считается в пределах 0,5-1,1 диаметра электрода. Показателями оптимальной длины дуги является резкий потрескивающий звук, ровный перенос капель металла через дуговой промежуток, малое разбрызгивание.
Короткая дуга горит устойчиво и спокойно. Она обеспечивает получение высококачественного шва, так как расплавленный металл электрода быстро проходит дуговой промежуток и меньше подвергается окислению и азотированию. При использовании тонкообмазанных электродов короткая дуга обеспечивает наилучшее качество сварки. Но слишком короткая дуга может вызывать «прилипание» электрода, дуга прерывается, нарушается процесс сварки.
Длинная дуга горит неустойчиво с характерным шипением. Глубина проплавления недостаточная, расплавленный металл электрода разбрызгивается и больше окисляется и азотируется. Шов получается бесформенным, а металл шва содержит большое количество оксидов.
Чем лучше вы управляете длиной дуги, тем лучше будете варить. Помните, что интенсивная дуга отталкивает ванну и глубоко прогревает металл. При сварке надо следить, чтобы шов был на уровне свариваемой поверхности.
Выбор длины дуги зависит от типа электрода и положения в пространстве изделия при сварке. При использовании тонкообмазанных электродов длина дуги должна быть минимально короткой, не более диаметра электрода. При шлакообразующих или газообразующих электродах длина дуги может быть от 3 до 5 мм.
В зависимости от длины дуги меняется и напряжение в дуге. При длине дуги до 1,5 мм оно составляет 15-18 В, при длине дуги от 3 до 5 мм - до 22 В и даже 40 В.
Выбирая ту или иную длину дуги, приходится учитывать положение свариваемого изделия. Вертикальная и потолочная сварки требуют более короткой дуги, чем при положении изделия, требующем нижней сварки.
В процессе сварки электрод постоянно находится в движении. Сварщик сообщает ему следующие движения (рис. 22, а):
Рис. 22.
Перемещения электрода при сварке:
а - направления движения; б - угол наклона в
горизонтальной и вертикальной плоскости; в - сварка
«углом вперед»; г - сварка под прямым углом; д -
сварка «углом назад»
1 - поступательное по оси электрода в сторону сварочной ванны (вследствие расплавления электрода), при этом для сохранения постоянства длины дуги скорость движения должна соответствовать скорости плавления электрода;
2 - перемещение вдоль линии свариваемого шва, которое называют скоростью сварки; скорость этого движения устанавливается в зависимости от тока, диаметра электрода, скорости его плавления, вида шва и других факторов;
3 - перемещение электрода поперек шва для получения так называемого уширенного валика - шва шире, чем ниточный сварной валик, получаемый при прямолинейном движении. Этими движениями за один проход получают шов шириной до четырех диаметров электрода.
Сварной шов, образованный в результате двух движений торца электрода - поступательного и вдоль линии шва, называют «ниточным». Его ширина при оптимальной скорости сварки составляет (0,8-1,5)d э. Ниточным швом заполняют корень шва при многослойной сварке, сваривают тонкие заготовки, выполняют наплавочные работы и производят подварку подрезов.
Задача сварочного процесса - прогреть основной металл до расплавления, формируя сварочную ванну. Если ток мал, то металл не прогреется должным образом и сварочная ванна будет «бегать» за электродом. Если тока много, то основной металл будет слишком горячим, дуга будет прожигать металл, отталкивая его назад. Когда ток нормальный, ванна растекается по поверхности, ее внешние края тонкие. Движением электрода можно расширять и передвигать ванну.
В зависимости от ситуации установки тока могут меняться. Толстый металл рассеивает тепло, поэтому нужен больший ток. Тонкий металл расплавится быстро, поэтому тока надо меньше. Точные установки тока зависят от поведения ванны, а начинать надо с рекомендованных установок.
Но не бойтесь увеличивать или уменьшать ток. Огромное значение для качества шва имеет скорость перемещения дуги. Сварка зависит от температуры основного металла, поэтому нельзя говорить о токе без учета скорости сварки. Двигаем электрод быстрее - меньше тепла поступает в основной металл. Если двигать электрод слишком быстро, металл не будет прогрет, шов будет непроплавленным, узким, с малой выпуклостью, с крупными чешуйками наверху. Если двигаемся слишком медленно, тепла поступает больше, металл слишком сильно прогревается, ванна расплывается и становится трудно управляемой. Сварной валик становится слишком выпуклым, шов - неровным по форме, с наплывами по краям. Вследствие чрезмерно большого ввода теплоты дуги в основной металл часто образуется прожог, и расплавленный металл вытекает из сварочной ванны. В некоторых случаях, например при сварке на спуск, образование под дугой жидкой прослойки из расплавленного электродного металла повышенной толщины, наоборот, может привести к образованию непроваров.
На тонком металле глубокий провар тем более не нужен. Чем тоньше металл, тем быстрее надо двигаться. Можно применить такую технику: расплавить основной металл, затем длинной дугой охладить его и плавить снова. Этот метод можно использовать и для заполнения зазоров в плохо подогнанных соединениях. Двигайте электрод в глубь зазора, потом отводите, чтобы остудить ванну, и так постепенно заполняйте шов. Это же движение используется и при заполнении многослойного шва.
Когда скорость перемещения соответствует току, ванна растекается, но остается управляемой, ее края тонкие и шов одинаковой толщины. Когда вы научитесь хорошо управлять электродом, то сможете поставить чуть больший ток и увеличить скорость сварки. Больший ток обеспечит лучшее проплавление и более гладкий шов в итоге, но контролировать ванну при этом труднее.
Сварка осуществляется в направлении как слева направо, так и справа налево, от себя и на себя. При этом положение электрода может быть «углом вперед», «углом назад» и «под прямым углом» (рис. 22, в-д). Конечно, у каждого сварщика есть излюбленная манера держать электрод, к которой он привык и использует в большинстве случаев. Но как правило, положение «углом вперед» используется чаще всего для сварки горизонтальных, вертикальных, потолочных швов, сварки неповоротных стыков труб и т. д. При сварке таким методом уменьшается глубина провара и высота выпуклости шва, но заметно возрастает его ширина, что позволяет сваривать металл небольшой толщины. Лучше проплавляются кромки, поэтому возможна сварка на повышенных скоростях.
Под прямым углом электрод держат обычно при необходимости варить в труднодоступных местах, а также при потолочной сварке.
Сварка «углом назад» предпочтительна при работе с угловыми и стыковыми соединениями. Она позволяет увеличить глубину провара и высоту выпуклости, но при том уменьшается ширина шва. Прогрев кромок недостаточен, поэтому возможны несплавления и образование пор.
Кроме движений вдоль и в глубь шва перемещать электрод приходится чаще всего и поперек шва. Глубина проплавления основного металла и формирование шва главным образом зависят от вида этих поперечных колебаний, которые обычно совершают с постоянными частотой и амплитудой относительно оси шва (рис. 23). Траектория движения конца электрода зависит от пространственного положения сварки, разделки кромок и навыков сварщика. При сварке с поперечными колебаниями получают уширенный валик, а форма проплавления зависит от траектории поперечных колебаний конца электрода, т. е. от условий ввода теплоты дуги в основной металл.
Рис. 23. Основные виды траекторий поперечных движений рабочего конца электрода при слабом (а-б), усиленном (в-з) прогреве свариваемых кромок; усиленном прогреве одной кромки (и-к); прогреве корня шва (л)
Зигзагообразные прямые движения по ломаной линии (рис. 23, а, к) применяют для получения наплавочных валиков при сварке встык без скоса кромок в нижнем положении и если нет вероятности прожечь деталь. Чтобы не произошло прогара, смотрите на верхний край сварочной ванны каждый раз, когда меняете направление.
Движения полумесяцем вперед (рис. 23, б) применяют для стыковых швов со скосом кромок и для угловых швов с катетом менее 6 мм, выполняемых в любом положении электродами диаметром до 4 мм.
Такие же движения полумесяцем назад используют для сварки в нижнем положении, а также для вертикальных и потолочных швов с выпуклой наружной поверхностью. При необходимости усилить прогрев свариваемых кромок на краях зигзагов электрод слегка придерживают (рис. 23, в).
Движения треугольником (рис. 23,5) применяют для угловых швов с катетом более 6 мм и стыковых швов со скосом кромок в любом пространственном положении. Дает хороший провар корня шва. Для сварки толстостенных конструкций с гарантированным проплавлением корневого участка в корне шва электрод задерживают.
Петлеобразные и круговые движения (рис. 23, е-и, л) используют для усиленного прогревания кромок шва, особенно при сварке высоколегированных сталей. Электрод задерживают на краях, чтобы не было прожога в центре шва или вытекания металла при сварке вертикальных швов. Во время круговых движений при поперечном перемещении электрода смотрите поверх «мостика» - границы ванны и шлака, потом на другую сторону и распределяйте ванну по кругу.
Нужно понимать, что расплавленная ванна следует за теплом. Когда вы передвигаете электрод вдоль линии сварки, присадочный металл электрода движется позади. Если металла вокруг недостаточно, вы оставляете подрезы. Подрез - это пустое место - канавка на краю шва ниже уровня металла (см. рис. 8, в). Чтобы избежать этого, надо контролировать границы ванны, утоньшая ее на поверхности.
Манипулировать ванной позволяет сила сварочной дуги. Когда электрод стоит вертикально, дуга давит на ванну вниз.
Это приводит к глубокому проплавлению основного металла и равномерно распространяет ванну вокруг кратера. Чем ближе к перпендикуляру по отношению к поверхности металла расположен электрод, тем менее выпуклым будет шов (рис. 24, а). Наклоняя электрод, мы отталкиваем ванну, а шов начнет подниматься - всплывать. Чем больше мы наклоняем электрод, тем шов выпуклее (рис. 24, б).
Рис. 24. Манипулирование сварочной ванной с помощью
силы дуги:
а - глубокое проплавление металла; б -
«всплывание» шва
Но здесь следует быть осторожным: если наклон слишком велик, дуга будет давить в направлении шва, делая ванну трудно управляемой. Поэтому используются разные углы наклона электрода.
Начинать сварку лучше всего при наклоне электрода от 45° до 90°. С таким углом работать удобнее, хорошо видна сварочная ванна.
Завершая шов, следует правильно заваривать кратер. Кратер является зоной с наибольшим количеством вредных примесей ввиду повышенной скорости кристаллизации металла, поэтому в нем наиболее вероятно образование трещин. Поэтому по окончании сварки не следует обрывать дугу, резко отводя электрод от изделия. Необходимо прекратить все перемещения электрода и медленно удлинять дугу до обрыва; расплавляющийся при этом электродный металл заполнит кратер. Другой метод: в конце шва прекратить перемещение электрода, задержав его на 1-2 с, чтобы заполнить кратер, затем сместиться по шву назад примерно на 5 мм и быстрым движением вверх и назад оборвать дугу.
При случайных обрывах дуги или при смене электродов применяют специальную технику повторного зажигания дуги, обеспечивающую начало сварки с хорошим сплавлением и внешним видом. В таких случаях дуга должна возбуждаться на передней кромке кратера, затем через весь кратер ее переводят на противоположную кромку, на только что наплавленный металл, и после этого снова вперед, в направлении проводившейся сварки. Если электрод при повторном зажигании дуги не будет достаточно далеко отведен назад, между участками начала и конца сварки останется углубление. Если же при повторном зажигании электрод отвести слишком далеко назад, то на поверхности сварного валика образуется высокий наплыв.
- Конструирование любительских сварочных аппаратов
- встык;
- внахлест;
- угловым способом;
- тавровым способом.
- лунки, кратеры, свищи, причиной которых являются искрение и возникновение пустот в сварочной ванне;
- трещины в швах;
- появление непроваренных фрагментов шва;
- включения посторонних твердых частиц;
- отклонение формы шва от требуемой по установленным стандартам.
Классификация видов сварки
- Электродуговая сварка
- Газопламенная сварка
Физико-химическая сущность сварки металлов
- Сварка давлением
- Сварка плавлением
- Химический состав сварочного шва
- Роль защитных газов, флюсов и шлаков
- Свариваемость металлов
- Деформации при сварке
Особенности физических процессов при дуговой сварке
- Свойства сварочной дуги
- Магнитное дутье
- Образование сварочной ванны
- Деформации при сварке
Особенности физических процессов при газовой сварке
- Исходные данные
- Упрощенный расчет обмоток
- Расположение обмоток
- Проверка качества обмоток
Регулирование переменного сварочного тока
Контактно-точечная сварка
- Простой электрододержатель
Самодельные газовые горелки
- Горелка с вентилем ВК-74
Проектирование сварочных аппаратов
- Исходные данные
- Конструктивные особенности сварочных трансформаторов
- Стандартная методика расчета сварочного трансформатора
- Упрощенный расчет обмоток
- Расчет нестандартного трансформатора
- Выбор сечения магнитопровода
- Подбор витков опытным путем
- Расположение обмоток
- Выбор обмоточного провода и изоляционных материалов
- Проверка качества обмоток
Особенности конструкций на различных магнитопроводах
- П-образный сварочный трансформатор
--- Изготовление самодельного магнитопровода
- Сварочные трансформаторы на магнитопроводе от ЛАТРов
--- Трансформатор с разнесенными плечами («ушастик»)
--- Тороидальный трансформатор из ЛАТРов
--- Изготовление самодельного тороидального магнитопровода
- Сварочный трансформатор из статора электродвигателя
- Сварочный трансформатор из... телевизора
- Другие типы сварочных трансформаторов
- Регулирование переменного сварочного тока
- Простой электронный регулятор сварочного тока
- Сварочный трансформатор с электронной регулировкой тока
- Простые выпрямительные устройства
- Выпрямитель с вольтдобавкой
- Регулирование постоянного сварочного тока
--- Выпрямитель - регулятор постоянного тока
--- Простой сварочный аппарат с регулятором тока
Контактно-точечная сварка
- Особенности конструирования любительских ЭСА
- Настольный аппарат точечной сварки
- Точечная сварка для домашней мастерской
Конструкции самодельных электрододержателей
- Простой электрододержатель
- Резьбовой электрододержатель
- Электрододержатель с рычажным фиксатором
- Электрододержатель со штоковым фиксатором
Самодельные газовые горелки
- Горелка с вентилем ВК-74
- Горелка, переделанная из ацетиленового газореза
- Горелка с вентилем от газового баллона
Изготовление металлических ворот, решеток, заборов
- Оконная решетка
- Забор из металлической сетки
- Металлические сварные заборы
- Ажурная решетка
- Плетение из металла
- Ограды из готовых кованых деталей
- Металл и камень
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.
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:
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.
По способу заполнения швов по сечению различают однопроходные, однослойные швы (рис. 27, а), многопроходные многослойные (рис. 27,6) и многослойные (рис. 27, в).
Рис. 27. Сварные швы
Многослойные швы
Если число слоев равно числу проходов дугой, то такой шов называют многослойным. Если некоторые из слоев выполняются за несколько проходов, то такой шов называют многопроходным.
Рис. 28. Схемы заполнения шва при сварке: а - каскадом, б - блоками, в - поперечной горкой: 1 - 12 - слои в шве. I, II, III, IV - ступени шва, S - толщина стыка
Многослойные швы чаще применяют в стыковых соединениях, многопроходные - в угловых и тавровых.
Для более равномерного нагрева металла шва по всей его длине швы выполняют двойным слоем, секциями, каскадом и блоками, причем в основу всех этих способов положен принцип обратноступенчатой сварки (рис. 28).
Двойной слой
Сущность способа двойного слоя заключается в том, что наложение второго слоя производится по неостывшему первому после удаления сварочного шлака: сварка на длине 200 - 400 мм ведется в противоположных направлениях.
Этим предотвращается появление горячих трещин в шве при сварке металла толщиной 15 - 20 мм, обладающего значительной жесткостью.
Значение сварочных швов в строительстве трудно переоценить. Так как этот тип соединений металлических деталей является неразъемным, с его помощью обеспечивается высокий уровень прочности несущих конструкций. Поэтому к их качеству предъявляются особые требования.
При производстве сварочных работ очень часто приходится делать сопряжение различных металлических элементов, имеющее вид угла. Без соединений такого типа не обходится ни одна объемная конструкция. По этой причине сварка угловых швов выделяется среди прочих приемов монтажных операций и достойна отдельного рассмотрения.
Назначение и область применения угловых швов
Сварные угловые швы применяются в таких соединениях из двух металлических деталей, как соединение, образующее угол различной величины с разделкой под сварку одной из кромок, соединение внахлест, а также тавровое соединение. Последнее представляет собой примыкание с привариванием торца одного из элементов к боковой плоскости другого элемента.
По характеру укладки сварки угловые швы могут быть сплошными и прерывистыми. Прерывистый шов представляет собой соединение в виде отдельных отрезков (шпонок). Такая техника подразумевает еще и точечную сварку угловых сопряжений. При этом отрезки (точки) такого шва могут располагаться с разных сторон свариваемого элемента друг против друга либо в шахматном порядке.
Швы различаются и по своей протяженности. Короткие не превышают по длине 250 мм, и делаются они на проход. От середины сопряжения двух металлических поверхностей и к краям свариваемой конструкции производятся средние швы, имеющие длину от 250 до 1000 мм. Длинные угловые швы превышают длину в 1000 мм.
По количеству слоев сварки угловые швы разделяются на однослойные и многослойные. Число слоев зависит от толщины элементов, которые подвергаются сварке. В частности, однослойная сварка используется в тех случаях, когда шовный катет (вертикальное или горизонтальное основание шва) составляет не более 8 мм в ширину.
Особенности сварки угловых швов
Перед тем как производить сварочные работы, следует правильно подготовить поверхности и стыки, которыми будет осуществляться соединение металлических элементов.
Практически без всякой специальной подготовки кромок можно сваривать нахлесточные соединения. В этом случае швы наносятся с обеих сторон в углах, которые образуются после накладки друг на друга двух металлических листов.
При «классическом» угловом сварном соединении – когда две состыкованные металлические детали образуют угол – требуется обрезка торца только одного составного элемента.
При подготовке поверхностей для сварки Т-образных тавровых соединений исходят из того, что одна из сторон свариваемого объекта образует горизонтальную плоскость, а другая, примыкающая к ней – вертикальную. В результате между двумя плоскостями получается прямой угол.
При тавровом соединении подготовка кромки вертикальной поверхности зависит от толщины свариваемых листов. В частности, если металлический лист не толще 12 мм, то он совсем не подвергается какой-либо специальной подготовке. Тем не менее при первичной обрезке такой заготовки для вертикальной стенки необходимо предусмотреть, чтобы возможный зазор, возникающий при совмещении кромки этой поверхности с горизонтальной плоскостью, не превышал 2 мм.
Если толщина металлической заготовки, которая пойдет на вертикальную плоскость, колеблется в пределах от 12 до 25 мм, на ее кромке следует выполнить V-образную подготовительную обрезку. В случае если вертикаль устраивается из металла толщиной 25-40 мм, необходимо сделать U-образные скосы кромок в одну сторону. Двусторонние кромочные скосы в виде латинской буквы V выполняются в тех случаях, когда вертикальный лист имеет толщину большую, чем 40 мм.
Надо отметить, что процесс сварки угла имеет свои особенности. Если плоскость шва находится в нижнем положении, то его рекомендуется сваривать методом «лодочка». Такой способ гарантирует наилучшее качество проплавки поверхностей металлических элементов, образующих угловое соединение. При этом риск допустить непровар или подрез кромок является минимальным.
Но добиться таких благоприятных условий соединения заготовок угловым швом можно далеко не всегда. Часто вместо приваривания деталей друг к другу «лодочкой» тавровые сварочные соединения осуществляются таким образом, что одна плоскость занимает строго горизонтальное положение, а другая, соответственно, вертикальное.
В таком вертикально-горизонтальном состоянии добиться качественного сваривания металлических элементов сложнее из-за возможности появления непроваров в вершине угла и в горизонтальной плоскости шва. На вертикальной поверхности могут также наблюдаться подрезы, вызванные стеканием расплавленного металла вниз.
Чтобы не допустить указанных дефектов, необходимо при проводке электрода вдоль линии сварки все время придавать ему легкие колебательные движения. Рекомендуется делать одинарный шов с катетом до 8 мм. Если же катет будет больше 8 мм, производится многослойный шов.
Для того чтобы устранить опасность непровара, возбуждение сварочной дуги начинается на расстоянии 3-4 мм от кромки катета на нижней, горизонтальной, полке. Затем дуга перемещается к шовной вершине. В этой точке, чтобы добиться достаточно хорошего и надежного провара, дугу на некоторое время задерживают. После этого дуга перемещается вверх, на вертикальную полку. Таким же образом операцию выполняют и в противоположном направлении.
Следует строго придерживаться указанной последовательности действий. В противном случае, если начать сварку с вертикальной поверхности, то расплавленный металл электрода под действием силы тяжести начнет наплывать вниз на еще холодный основной металл нижнего, горизонтального, листа. В результате расплавленная масса перекроет вершину угла, и тем самым образуется непровар – очень серьезный дефект, который может быть обнаружен только после слома шва.
Для качественной сварки кромки металлических листов должны быть хорошо прогреты. Этого можно добиться, в частности, правильно располагая электрод во время его движения вдоль шва. Одновременно с колебательными движениями следует сохранять 45-градусный наклон электрода к плоскости металлических листов. В то же время постоянная скорость движения сварочного устройства обеспечит достаточно равномерный шов, без явных выпуклостей и выступов поверх уровня металла.
Какие дефекты могут иметь сварочные швы?
Согласно принятым стандартам, дефекты у швов могут быть следующие:
Необходимо иметь в виду, что чаще всего причиной появления указанных дефектов является нарушение установленных правил сварки, использование электродов плохого качества. Ухудшению параметров углового шва способствуют также мельчайшие частицы воздуха, каким-то образом попавшие в сварочную ванну, и внезапное появление блуждающих токов.
Как зачистить шов после сварки?
На заключительном этапе работы шов должен быть очищен от шлака и окалины. Зачистку осуществляют в три приема.
Сначала тщательно очищают место вокруг сварочного шва. Зубилом или молотком сбивают окалину или частички раскаленного металла, которые могли оказаться рядом со швом во время работы.
После того как поверхность шва будет обработана специальным антиоксидом, шов полируют. Делается это с помощью шлифовального приспособления или «болгарки» с подходящей для этого случая абразивной насадкой.
Последний, третий этап – лужение сварочного шва. С этой целью поверхность шва покрывают тонким слоем расплавленного олова.
Таким образом, четко придерживаясь всех принятых стандартов и технологических правил, можно с помощью любого сварочного аппарата при определенных профессиональных навыках добиваться выполнения надежных и качественных угловых швов.
