Виды и техники выполнения сварочных швов

Техника и особенности сварки таврового соединения

Выполняя угловые соединения, контролируют размер шовного катета, внешний вид валика – его делают максимально плоским. Чтобы проварить тавровое соединение равномерно, не делают резких движений держателем. Дуга при сварке не должна обрываться в процессе формирования валика. Подготовительный этап предусматривает:

• зачистку металла в рабочей зоне;
• укладку заготовок под нужным углом с сохранением необходимого размера зазора;
• фиксацию элементов зажимами или прихватками.

Сварка труб

При РДС заглушек, фланцев, запорной арматуры в трубопроводы руководствуются требованиями ГОСТ 16037-80. Он применяется также при врезке патрубков меньшего диаметра. На толстостенных заготовках производится предварительная разделка швов. Затем делают прихватки в 4-х местах, они располагаются попарно симметрично по окружности, делят ее на 4 части. Затем делается угловой шов.

Когда производится врезка, торец патрубка подгоняют под трубу так, чтобы он плотно прилегал к поверхности без образования больших зазоров. Трубы небольшого диаметра «доводят» болгаркой. При раскрое больших заготовок под сварку используют трафареты развертки или стандартные шаблоны.

Когда есть вращательные столы, применяют технологию сварки в поворотном положении. Шов формируется быстрее, получается ровным. Проваривать неповоротные швы сложнее, валик формируется по кривым линиям. В этом случае сварку проводят в несколько приемов, участками. Второй начинают на получившемся валике, внахлест, чтобы тавровое соединение получилось герметичным. В зависимости от толщины стенки, варят трубу в одни проход или несколько. Подобные тавровые соединения обязательно проверяют методами неразрушающего контроля.

Возможные ошибки

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

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

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

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

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

Типы стыков

Сварные швы делятся на 5 вариаций:

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

Сварочные швы и их разновидности

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

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

Угловой шов

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

https://youtube.com/watch?v=eNo05v10ToM

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

Тавровый шов

Т – образный или тавровый сварной шов не похож на другие, поскольку готовая часть будет выглядеть как буква «Т»

Неопытному человеку будет трудно создать подобное, поскольку в процессе важно учитывать ограничения, относящиеся к удержанию электрода (рекомендуется придерживаться угла в 60°). При этом толщина соединяемых листов может отличаться

Также для выполнения потребуется больше проволоки, а сваренные тавровым методом элементы могут выйти с дефектами.

Технология сварки угловых швов

При работе с установленными под углом деталями используют классические сварочные аппараты. Можно применять простой трансформатор.

Недостатком считаются большие размеры оборудования. Лучшим вариантом является инвертор. Небольшой вес, широкий диапазон настроек облегчают работу со сложными швами.

При выборе технологии учитывают, что:

1. Силу тока выставляют с учетом диаметра электрода, толщины соединяемых деталей. При высоком значении параметра возникают прожоги, при низком – залипание стержня.
2. Равномерный прочный шов получают при колебательных движениях. Допускаются другие методы перемещения, например, зигзагообразный.
3. Потолочный шов формируют в условиях быстрого затвердевания расплава. Для этого используют стержень с тугоплавким покрытием, который ведут круговыми движениями. Это не совсем удобно для сварщика. При отдалении электрода дуга ослабевает, сварочная ванна уменьшается. Это приводит к короткому замыканию. Такая технология осложняется и перегревом нижних поверхностей деталей. Поэтому от нее рекомендуется отказываться.

Техника безопасности

При работе со сваркой ни в коем случае нельзя забывать о технике безопасности.

Инструкция дуговой сварки, обычно прилагаемая в комплекте с самой сваркой, обязательно должна быть вами прочитана. Не стоит пренебрегать её указаниям. Их исполнение в точности обеспечит вам эффективную работу без травм и полностью оправдает ваши ожидания по поводу итогового результата работы.

На сварщике во время работы обязательно должны быть защитный щиток и перчатки. Снимать их недопустимо даже во время перерыва в работе. Надевать их рекомендуется до подключения сварки.

Стоит также внимательно отнестись к надежности крепления деталей, подлежащих сварки. Пренебрежение этим может повлечь попадание расплавленного метала на часть тела или на пол, что может вызвать ожог или возгорание, иными словами нанести ущерб как вашему здоровью, так и вашему имуществу.

При работе со сваркой постарайтесь исключить нахождение детей рядом со сваркой.

Ручная дуговая сварка

Ручная дуговая сварка – это сварка покрытым металлическим электродом, к которому подводится сварочный ток для образования и поддержания электрической дуги. Дуга зажигается при кратковременном прикосновении конца электрода к свариваемому изделию.

Схема процесса ручной дуговой сварки:

Более подробно рассмотрим все процессы, происходящие в процессе сварки:

• Под действием электрической дуги расплавляется металлический стержень электрода и металл свариваемого изделия. Электродный металл в виде отдельных капель, покрытых шлаком, переходит в сварочную ванну, где смешивается с основным металлом, а расплавленный шлак всплывает на поверхность.
• Шлак, покрывая капли расплавленного электродного металла и поверхность сварочной ванны, препятствует их взаимодействию с воздухом, а также способствует очищению расплавленного металла от примесей.
• При плавлении покрытия электрода вокруг дуги и над сварочной ванной образуется газовая атмосфера, оттесняющая воздух из зоны сварки для предотвращения его взаимодействия с расплавленным металлом.
• Завершающий шаг — металл сварочной ванны кристаллизуется и образуется шов.

Общая информация

Прежде чем узнать, какие есть виды сварных соединений и швов, нужно определиться с понятием свойств сварного соединения. Свойства — это, по сути, характеристики шва, от которых зависит его качество. К свойствам относится прочность, вязкость, относительное удлинение и сужение. Но чем определяются свойства сварного соединения? Свойства сварного шва зависят от металла, метода сварки, комплектующих и многих косвенных факторов (например, от усталости сварщика).

Так же важно знать, какую нагрузку выдерживает сварной шов. В интернете ходит много споров по этому поводу

Каждый мастер считает, что именно он знает, сколько выдерживает сварной шов. Мы скажем лишь одно: не существует единого ответа на этот вопрос. Для каждого типа металла это отдельное значение, поскольку разные виды швов имеют свой предел прочности.

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.

Читать также: Как правильно пользоваться мегаомметром

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.

Чертежи: требования ГОСТ

Сварка, обозначение на чертеже ГОСТ, где есть одинаковые составные элементы одной детали, которые были сварены швами одинакового типа, могут быть обозначены в качестве линий-выносок. Обозначение швов может быть только у какой-то одной части детали, наиболее оптимальным вариантом является изображение, рядом с которым находится линия – выноска.

Некоторые сварочные швы могут на чертеже не отмечаться линиями – выносками, а указываться в качестве сварочных пояснений в технических требованиях и записках к чертежу. Обозначение сварочного шва на чертеже – обязательное условие, это находится в техническом требовании, оно должно содержать информацию о типе сварочного шва, размерах деталей и их конструктивных особенностях, расположениях сварочных швов в поперечном сечении.

Сварка (обозначение на чертеже ГОСТ) должна полностью соответствовать всем установленным требованиям. Грамотно составленный чертеж – это залог быстрой и эффективной работы сварщиков. Чертеж, который выполнен не в соответствии с требованиями ГОСТ, не будет принят органами.

Разделка кромок

Эта конструктивная особенность применяется в том случае, когда толщина металла, используемого для сварки, больше размера 7 мм. Разделка кромок – это удаление металла с кромок в определенной форме. Данный процесс выполняется при однопроходной сварке стыковых швов. Это необходимо для того, чтобы получить правильный сварочный шов. Что касается толстого материала, разделка необходима для того, чтобы проплавить первоначально корневой проход и затем следующими наплавляемыми валиками, равномерно заполняя полость, проварить металл по всей толщине. Разделку кромок можно выполнять, если толщина металла не меньше 3 мм. Потому что более низкое ее значение приведет к прожогам. Разделка характеризуется такими конструктивными параметрами: зазор – R; угол разделки кромок – α; притупление – с. Расположение этих параметров показывает чертеж сварочного шва.

Разделка кромок увеличивает количество расходных материалов. Поэтому данную величину всячески пытаются минимизировать. Она подразделяется на несколько видов по конструктивному исполнению:

• V-образная;
• X-образная;
• Y-образная;
• U-образная;
• щелевая.

Используемое оборудование

Работа может вестись как инвертором, так и обычным трансформатором. Вне зависимости от выбранного устройства, следует несколько уменьшить силу тока, ее значение должно быть примерно на четверть ниже, в сравнении с аналогичными работами, выполняемыми на полу.

К примеру, надежное соединение 5-миллиметровых пластин можно получить, установив силу тока на 100 Ампер.

Оптимальный диаметр электродов – 3-4 миллиметра, не больше.

Перед началом работ они тщательно просушиваются. Это минимизирует разбрызгивание, а также исключает выделение газа. Края свариваемых деталей зачищаются.

Техника безопасности

Сварка в потолочном положении – тяжелая работа, при выполнении которой обязательно нужно соблюдать меры безопасности. Выглядят они следующим образом:

1. Одежда – плотная спецовка, перчатки с длинными манжетами, которые не “пропустят” окалины под рукава. Голову следует прикрыть плотной шапкой. Длина брюк должна быть с определенным запасом, так как капли расплавленного металла, ударяясь об пол, разбрызгиваются и могут попасть на ноги.
2. Все легковоспламеняющиеся предметы и жидкости следует удалить из рабочей зоны.
3. При отбивании шлака нужно надеть очки, чтобы мелкие частицы металла не попали в глаз.
4. Все провода изолируются, если работа останавливается, сварочный аппарат обесточивается.

В процессе работы следует устраивать перерывы, снимая нагрузку с мышц шеи и рук.

Секреты работы

Сварка потолочного шва электродами ведется с применением некоторых “приемов”, упрощающих процесс, повышающих качество готового результата:

• работать лучше короткой дугой, это повышает точность;
• держать электроды лучше с небольшим отведением вбок, это снижает вероятность растекания наплавленного металла;
• ширина шва не должна быть больше диаметра используемого электрода;
• шов ведется “на себя”. Такой подход дает возможность контролировать его качество и состояние, а также подобрать наиболее комфортный рабочий темп.

Рабочие методики

Работа дуговой сваркой может выполняться в следующих техниках:

1. Полумесяц. Изначальное положение электрода относительно плоскости потолка находится в пределах от 90 до 130 градусов. При движении мастер как бы описывает элементами полумесяцы.

Практика показывает, что такой метод оптимально подходит для начинающих сварщиков.

Да, временные затраты тут довольно высоки, что объясняется необходимостью формирования шва в несколько проходов, зато точность максимально высока и нет каких-либо сложностей. Специалисту достаточно следить за тем, чтобы:

• скорость сварки не была слишком высокой;
• не формировать валики большой толщины, провоцирующие растекание наплавляемого металла.

2. Обратно-поступательная техника. Здесь также предстоит приготовиться к тому, что работа окажется монотонной и не быстрой, придется пройтись по шву несколько раз.

Сначала формируется основной, корневой шов, для которого используется электрод толщиной 3 миллиметра. Сила тока при формировании корневого шва ставится на среднее значение.

3. Лесенка. Как и в первом случае, изначальное положение электрода по отношению к основанию лежит в пределах от 90 до 130 градусов.

В процессе работы элемент отводится в сторону, что позволяет исключить вероятность растекания наплава. Сварщик ждет, пока металл остынет, после чего продолжает процесс. Если нужно получить длинный сварной шов, то такой способ – лучший вариант.

Правила и требования

Понять, как правильно варить потолочный шов электросваркой, помогут и следующие правила, рекомендации и нормы:

1. Перед началом работы нужно как можно плотнее свести свариваемые детали. Чем меньше зазор, тем проще получить качественный и прочный шов. Практика показывает, что новичку справиться с большим зазором почти нереально, тут нужен опыт.
2. Кромки нужно разделать. В том случае, если толщина свариваемой металлической детали больше 5 миллиметров, нужно сформировать V-образный скос.
3. При подносе электрода к рабочей плоскости нужно выдерживать угол в 45 градусов. Новичкам можно посоветовать использовать короткие половинчатые электроды, чтобы повысить точность манипуляций.
4. Если плоскости изначально плотно подогнаны друг к другу, зазор минимален, то первый шов формируется почти без колебательных движений электродом. Такой подход позволяет полноценно заполнить зазор наплавом. Следующий шов делается с увеличенной шириной, что повышает общую конструктивную прочность.
5. Лучше работать короткими прерывистыми дугами. Это позволяет каплям наплавленного металла быстро остывать и прочно сцепляться с основанием. Такой подход, во-первых, обеспечивает большую эстетичность и прочность шва, а, во-вторых, сводит к минимуму опасное разбрызгивание.

Возбуждение дуги

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

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

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

Последовательность действий

Пошаговая инструкция предусматривает выполнение нескольких видов работ. Сначала потребуется оснастить сварочный инвертор. От него отводят 2 кабеля. Один предназначен для подключения провода массы.

На другой, достаточной длины, подключают промышленный или самодельный держатель. Процесс обучения электросварке – дело достаточно сложное и требует большого времени.

Начало сварки: зажигаем дугу

Когда все собрано и подключено, надев маску, можно начинать розжигать электрическую дугу. Используйте для тренировки черновой кусок металла. Возбуждение дуги осуществляется постукиванием по поверхности или чирканьем о нее, как спичкой.

Новый электрод имеет оголенный кончик и зажигается достаточно быстро. Электрод, которым уже варили, если он успел остыть, поджигается труднее, поскольку у него на конце образовался “козырек” из обмазки. Нужно ударить 3-4 раза, чтобы ее отбить. Но не перестарайтесь, иначе без обмазки стержень начнет прилипать к изделию.

Наклон электрода

Когда дуга загорелась, не паникуйте. Привыкните к специфическому свету. Ваша задача — сперва научиться держать зазор между электродом и изделием в пределах 3-5 мм. Не пытайтесь сразу варить стык. Просто учитесь держать дугу, чтобы она не тухла (при чрезмерном удалении) и электрод не прилипал (при чрезмерном приближении).

Задача осложняется тем, что длина плавящегося электрода постоянно укорачивается, поэтому приходится приближать руку к изделию. “Твердая рука” приходит со временем, поэтому придется спалить не один электрод, прежде чем привыкните.

Когда уже освоили удержание электрической дуги, можно переходить к сварке. Прежде всего держите правильно электрод. Обычно варят, наклонив его на себя в пределах 30-60º. Некоторые сварщики выбирают оптимальное положение наклона 45º. Сварка углом назад обеспечивают хорошую видимость сварочной ванны, металл прогревается глубже. Сварка углом вперед (когда шов ведут от себя) содействует уменьшению прогрева. Это подойдет для соединения тонких металлов 1-2 мм.

Варить можно справа-налево или слева-направо, наклоняя электрод по разные стороны сварочной ванны. Здесь все зависит от доступа к месту соединения.

Движения электрода

На тонких металлах 1-2 мм, где две стороны плотно приставлены друг ко другу, никаких дополнительных движений не требуется. Возбуждается дуга, электрод выставляется на начало стыка, и медленно ведется вдоль линии соединения. Шов получится узкий, чешуйчатый.

На толстых металлах предусматривают зазор 1-2 мм, чтобы жидкий металл проник глубже. Если толщина пластины свыше 5 мм, необходима разделка кромок под углом 45 градусов. Тогда первый шов (называется корневой) прокладывается без дополнительных движений. А последующие нужны для заполнения ширины и требуют поперечных колебательных манипуляций. Это могут быть движения:

• полумесяцем;
• по круглой, треугольной спирали;
• зигзагами.

В идеале располагать деталь под небольшим наклоном, чтобы жидкий шлак не затекал в сварочную ванну. Если такой возможности нет, периодически делайте резкое движение кончиком электрода в сторону, откидывая шлак. Иначе возникнут непровары.