Проварка швов сваркой

Ручная дуговая сварка швов в нижнем положении

Сварка швов в нижнем положении наиболее технологична, и проста для выполнения. В процессе сварки жидкий металл из расплавленного электрода, под собственным весом, стекает в кратер и остаётся в расплавленной металлической ванне. Сварные кромки свариваемых деталей удерживают расплавленный металл в жидкой ванне, препятствуя его вытеканию.

Кроме того, сварка в нижнем положении способствует выходу газов и шлака на поверхность сварочной ванны. Из-за лёгкого выделения шлака и газов, качество сварного соединения получается наиболее высоким. Исходя из этого, для повышения качества сварки, рекомендуется ручную дуговую сварку выполнять в нижнем положении, если это возможно.

Рекомендуемый порядок выполнения сварных швов — слева направо, или на себя. Такая техника ручной дуговой сварки позволяет рабочему-сварщику постоянно контролировать место соединения, длину электрической дуги, движение электрода и формирование сварного шва. Обычно, ширина валика составляет 3-4 диаметра электрода.

Сварка стыковых швов в нижнем положении

Сварка стыковых швов без скоса кромок, при сварке в нижнем положении, производится наплавкой валика вдоль стыка с небольшим расширением в стороны. Сварной шов выполняют с небольшим усилением. Величина усиления, обычно, составляет 2мм. Изделие сваривают с двух сторон. После проварки соединения с одной стороны, изделие переворачивают, производят очистку от наплывов и шлака и сваривают с обратной стороны, используя аналогичную технику сварки.

Сварку стыковых швов при толщине свариваемого металла мене 8мм, допускается выполнять одним слоем за один проход. Если толщина превышает 8мм, сварка металла выполняется в несколько слоёв. При этом, необходимо первый слой выполняют высотой 3-5мм электродом, диаметром 3-4мм. Для выполнения последующих слоёв выбирают электроды диаметром 4-5мм.

До выполнения очередного слоя, разделку кромок очищают при помощи металлической щётки от шлака, металлических брызг и грата. После того, как вся разделка окажется заполненной, изделие переворачивают. Далее, в корне сварного шва делают небольшую канавку и затем её аккуратно заплавляют. Если нет возможности перевернуть изделие и выполнить подобную канавку и подварку с другой стороны, то к выполнению первого валика следует отнестись особенно внимательно.

Стыковые швы с X-образной разделкой, при сварке в нижнем положении, выполняют с обеих сторон аналогично сварке многослойных V-образных швов.

Сварка угловых швов в нижнем положении

Сварку угловых швов в нижнем положении рекомендуется производить «в лодочку». Если сварное соединение невозможно установить «в лодочку», то при выполнении сварки необходимо особенно внимательно проварить корень шва и проплавить свариваемые кромки. При этом сначала необходимо начать провар с поверхности нижней кромки, а затем, через разделку, переходить на вертикальную кромку, как показано на рисунке:

При выполнении многослойного шва, первый валик накладывают электродом, диаметром 3-4мм. При наплавке первого валика необходимо выполнить хороший провар с основным металлом для исключения появления дефектов в корне сварного шва. После наплавки валика перед тем, как наплавить следующий слой, необходимо произвести зачистку предыдущего валика. После зачистки накладывают последующие слои.

Более подробно техника выполнения угловых и стыковых швов отдельно рассмотрена на страницах «Сварка угловых швов. Техника выполнения углового сварного шва» и «Сварка стыковых швов. Техника выполнения сварных стыковых швов». Рекомендуем ознакомиться с ними для получения полной информации об особенностях выполнения таких 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.

Читайте также  Сварка алюминиевыми электродами инвертором

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.

Операционный шов в сварке

Сварочный операционный шов применяется в крайних случаях, когда по-обычному заварить или ввариться в трубопровод не представляется возможным. Производится он через технологическое отверстие, которое заранее вырезается в трубе, а потом обратно заваривается куском металла.

Например, труба лежит на поверхности, таким образом, что снизу никак не подлезть. В таком случае, в месте сварки, сварщик делает «окно» сверху трубопровода, после чего заваривает трубу через окно снизу, а потом и её верхнюю часть.

Несмотря на всю кажущуюся простоту действий, операционный шов в сварке требует немалого опыта. Далеко не каждый сварщик умеет варить операционные швы, к тому же, делать это правильно. И если внутри трубы сварочный шов будет сильно выступать вверх, то это грозит печальными последствиями при эксплуатации трубопровода.

Сварка операционного шва — что вы ещё не знали?

Расскажу занимательную историю. У нас на работе был один сварщик, которого звали всегда варить операционные швы. Сварщиков было несколько, но звали именно его одного, по двум простым причинам — наличия огромного опыта и назойливость. Этот парень так хорошо варить «операционки», что проблем в дальнейшем никаких с ними не возникало.

Итак, операционка в сварке представляет собой окно внутри трубопровода, через которое можно было бы заварить металлоизделие. Форма окна или как его называют ещё «крышка» может быть различной, в виде треугольника, квадрата или прямоугольника.

Если во время сварки из трубы все время бежит вода, то надрез окна делают в определённую сторону, таким образом, чтобы можно было бы заткнуть трубу куском тряпки. Конечно же, чем меньше будет окно, тем лучше. Однако не всегда условия сварки позволяют сделать небольшое операционное отверстие в трубе.

Как варить операционный сварочный шов

В месте соединения трубы необходимо сделать окно сверху и по возможности зачистить будущий шов. Для сварки операционного шва рекомендуется использовать рутиловые электроды. Их преимущество в том, что они способны быстро вывести ржавчину из сварочной ванны. Полностью очистить трубу от ржавчины внутри, увы, не получится.

После инициализации сварочной дуги, электрод подносится к стыку, и осуществляется сварка. Варить операционный шов нужно под небольшим углом, как правило, вперёд от центра. Нужно стараться проварить металл как можно глубже, при этом следует вести электрод с небольшим отрывом.

Таким образом, понадобится наложить несколько швов внутри трубы, которые будут слегка находить друг на друга. В конце заваривается само окно (крышка). Для облегчения данной работы к крышке приваривается временная рукоятка из электрода, за которую её можно было бы удобно удерживать рукой во время приваривания.

Порядок приваривания крышки операционного шва следующий:

  • Сначала нужно приставить крышку к трубе и прихватить сваркой в нескольких местах;
  • Затем можно приступать к обвариванию крышки;
  • Варить рекомендуется углом назад.

Таким образом, можно сделать операционный шов, там, где обычные приемы сварки не подходят или малоэффективны.

Сварка и сварные соединения. Законченные сваркой швы.

Персонал, участвующий в сварочных работах и техническом контроле, должен знать понятия, связанные с известными условиями или характерными особенностями законченных сваркой швов. Знание этих понятий полезно в процессе обмена информацией и способствует повышению умения правильно толковать смысл условных обозначений и определять зоны сварочных швов, которые могут потребовать дополнительной зачистки или доводки после сварки.

Читайте также  Маска сварщика хамелеон что это такое?

К числу понятий относящихся к швам с разделкой кромок (см.рис.1), принадлежат: лицевая сторона шва, кромка лицевой поверхности шва, корень шва, поверхность корня, выпуклость на лицевой стороне шва, выпуклость на обратной стороне шва.

Лицевая сторона шва – это «открытая поверхность сварного шва на той стороне, с которой выполнялась сварка». Кромка лицевой поверхности шва – это «линия контакта лицевой поверхности шва и основного металла». Корень шва – это, «точки, которые показаны на поперечном сечении (рис.1, 2) и в которых поверхность корня пересекается с поверхностями основного металла».

С понятием лицевой поверхности шва сходно понятие «поверхности корня», которое определяется как «открытая поверхность сварного шва на стороне, которая противоположна стороне, где была выполнена сварка».

Дополнительная терминология, относящаяся к швам с разделкой кромок, связана с выпуклостью сварного шва: выпуклость (усиление) сварного шва – это «металл, наплавленный сверх того количества, которое требуется для заполнения стыка». Выпуклость на лицевой стороне шва (обычно называется усилением) определяется как «утолщение сварного шва на той стороне соединения, с которой была выполнена сварка». С другой стороны, понятием выпуклость на обратной стороне шва обозначается утолщение шва на стороне, которая противоположна стороне, где была выполнена сварка». Понятие выпуклости на обратной стороне шва применяется только в случае сварных соединений с наложением шва на одной стороне, другими словами, при выполнении сварки с одной стороны, рис. 1С.

Когда сварка выполняется на двух сторонах, понятие выпуклости на лицевой стороне шва применяется как выпуклость (усиление) на обеих сторонах, рис.1А.

Стандартный набор понятий предусмотрен также для составных частей угловых швов. Как и в случае швов с разделкой кромок, поверхность углового шва называется «лицевой стороной шва». Линия контакта лицевой поверхности шва с основным металлом называется кромкой лицевой поверхности шва. Дальнейшее проникновение металла сварного шва в стык образует корень шва. «Расстояние от начала зазора между свариваемыми кромками до кромки лицевой поверхности углового шва называется катетом шва. Части углового шва показаны на рис.2.

Для описания размерных характеристик угловых швов имеются еще три параметра, а именно: вогнутость, выпуклость и толщина шва. Вогнутость и выпуклость характеризуют кривизну лицевой поверхности шва, а толщина шва равна длине, измеренной в его поперечном сечении. Способ измерения этих параметров показан на рис.3.

Технология ручной дуговой сварки

Сварка швов в вертикальном положении значительно труднее сварки в нижнем положении, так как расплавленный металл стремится вытечь из сварочной ванны. Для уменьшения объема жидкого металла в ванне при сварке вертикальных швов силу сварочного тока уменьшают на 10—15% по сравнению со сваркой в нижнем положении. Сварка ведется обязательно короткой дугой, что способствует лучшему переходу расплавленного металла электрода в жидкую ванну. Чтобы избежать вытекания наплавляемого металла из сварочной ванны, рекомендуется относительно быстро вести электрод от середины шва в сторону и вверх. Это способствует быстрому формированию шва.

Существует два способа сварки вертикальных швов: «снизу вверх» и «сверху вниз». Наиболее употребителен первый способ.

Фиг.52.Сварка угловых швов в «лодочку»

Сварка способом «сверху вниз» применяется при соединении, главным образом, тонких листов. При выполнении вертикальных швов «сверху вниз» не получается полного провара.

Техника сварки вертикальных швов «снизу вверх» заключается в следующем. Прежде всего необходимо правильно расположить электрод относительно плоскости шва. При сварке электродом с тонким покрытием (фиг. 53, а ) угол наклона берется в пределах 15—20°, при сварке толстопокрытыми электродами (фиг. 53, б) наклон электрода к горизонтальной линии должен составлять около 45—50°. Такой большой наклон электрода с толстым покрытием необходим для обеспечения более легкого стекания шлака из ванны и для поддержания расплавленного металла.

Дуга зажигается в наиболее низком месте шва, и после образования ванны с расплавленным металлом конец электрода при возможно короткой дуге отводится в сторону вправо или влево и несколько вверх. При этом движении электрода дается возможность расплавленным частицам металла быстро застывать и образовывать своеобразный порог, необходимый для задержания последующих капель расплавляемого металла. Движения электрода повторяются, и наплавляемый металл принимает форму шва. На вертикальных швах чешуйки выражены более резко, и по этому признаку вертикальные швы отличаются от нижних.

Фиг.53. Фиг.54.Положение электордов при сварке вертикальных швов методом «снизу вверх»; «сверху вниз»

При сварке вертикальных швов «сверху вниз» электрод располагается перпендикулярно к свариваемой поверхности. После возбуждения дуги и образования первых капель расплавленного металла электрод наклоняют книзу (фиг. 54), продолжая одновременно расплавлять основной металл. Постепенно подавая электрод и поддерживая короткую дугу, необходимо концом электрода препятствовать стеканию металла, а отводом его в сторону и вниз способствовать застыванию наплавленных капель и образованию шва.

При обоих способах выполнения вертикальных швов электроду необходимо сообщать поперечные колебательные движения. При этом надо подбирать такой путь электрода, при котором передвижение вдоль шва происходило бы без длительной концентрации тепла в одном каком-нибудь месте.

При сварке «сверху вниз» для уменьшения размеров ванны с расплавленным металлом силу сварочного тока и диаметр электрода следует назначать несколько меньшими, чем при сварке «снизу вверх». При выполнении вертикальных стыковых швов с V-образной и Х-образной разделками кромок, а также валиковых швов, последовательность сварки, многослойность, провар вершины угла производят аналогично сварке нижних швов.