Виды и техники выполнения сварочных швов

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.

Секреты сварки электродом

Получить качественный шов можно, если усвоить несколько главных правил. При верно сварочном токе, очень важно выдерживать нужную длину дуги и правильно её перемещать. Сварочная дуга считается длиной, если её длина составляет более 5 мм. Длинной дугой можно запросто прожечь тонкий металл, поэтому это очень важно учитывать при сварке.

Также, когда сварочная дуга слишком длинная, происходит активное окисление и азотирование расплавленного металла. Сварочный шов образуется с большим количеством пор, получается «рыхлым», «слабым» и непрочным. Если же сварочная дуга будет слишком короткой, то можно получить так называемый непровар сварного шва. Вот почему очень важно правильно выдерживать нужную длину дуги при сварке инвертором.

Траектория движения

Казалось бы, не имеющий никакого значения параметр. Но нет, траектория перемещения электрода оказывает большое влияние на формирование сварочного шва. В любом случае она носит колебательный характер, поскольку иначе просто нет возможности «склеить» воедино две заготовки.

Колебания могут иметь различную конфигурацию: могут быть плавными или резкими с разными углами, похожими на восьмерки или любыми другими. Качественный шов имеет приятный внешний вид с ровными краями, одинаковой шириной и высотой наплава. Не должно быть дефектов в виде не проваренных зон, подрезов, кратеров и т.п.

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.

Советы

Есть несколько советов от опытных специалистов новичкам, у которых возникают сложности при создании сварочных соединений. Бывают случаи, когда вроде делаешь всё правильно, но всё же сделать работу хорошо не получается.

Для начала, чтобы сварочный шов был надёжный и прочный детали должны располагаться на стабильном расстоянии друг от друга по всему периметру шва.

Также и электрод должен находится на правильном расстоянии по отношению к детали, в другом случае теряется дуга и соединение деформируется.

Чтобы металл не растекался, когда работа происходит на поверхности, которая расположена вертикально советуют работать снизу вверх.

В завершение – чтобы металл кристаллизировался быстро и без потёков электрод нужно наклонить под углом к детали 60-75 градусов.

Особенности технологии сварки

Согласно общепринятой классификации, имеется два варианта идеального сварочного шва, в частности:

  • Разъёмный вид.
  • Неразъёмный вид.

К разъёмной технологии относятся швы и соединения, которые можно без ущерба разъединять, не нарушая соединительных элементов. В качестве простейших элементов выступают болт и гайка. Неразъёмное соединение относится к высокопрочным конструкционным решениям, детали ни в коем случае не разъединяются, не нарушается единственность и целостность конструкции. К такому варианту относятся заклёпочные и сварочные технологии. Как показывает опыт, чтобы добиться идеального качества отличным вариантом станет зона термического влияния сварного шва, которая обеспечивает высокий результат соединения.

Процесс сварных работ

В процессе сварки горит электрическая дуга между металлом детали и электродом, расплавляя их.

Правильный розжиг дуги

Розжиг дуги можно сделать следующим способом: краткие касания кончиком электрода у начала сварного шва. Задача в том, чтобы электрический ток пробил воздушный промежуток и напыление на электроде.

Возможные причины, когда электрическая дуга не зажигается: качество подключения «массы», необходимо очистить кончик электрода от обсыпки, увеличить силу тока.

Траектория движения электрода при сварке

При сваривании вертикальных поверхностей сварной шов ведется снизу вверх.

При горизонтальном размещении направление движения электрода зависит от удобства выполнения шва.

Во время сварки электрод располагается под углом 30 0 – 60 0 к поверхности металла на расстоянии 3 – 5 мм от него.

Движение электрода идет поступательно – по принципу «елочка».

Для более ровного ведения шва можно отметить его место мелом.

Ускорять или замедлять ведение шва необходимо в зависимости от состояния сварной ванны – объема жидкого металла.

Завершение

По завершении процесса сварки очистить сварной шов от образовавшегося нагара. Осмотреть внимательно место сварки на предмет зашлакованности или пропуска.

Процесс сварки

Прихватка

Сварку трубы под просвет начинают с прихватки в нескольких точках. Их количество зависит от диаметра заготовок, но не менее четырех с шагом 90˚. После создания первой точки положение труб при необходимости корректируется. Прихватка должна надежно скрепить заготовки между собой. После сварки всех точек стык еще раз зачищается. Обнаруженные поры и плохо проваренные места удаляются, так как они в дальнейшем станут причиной брака.

Корень шва

Сварку удобней проводить, если прихваченные трубы будут находиться в полупотолочном положении. Это обеспечит свободный доступ к стыку. На нижней части соединения наносится отметка. Отступив от нее 1 — 3 см начинают сварку корня шва под просвет. Дуга зажигается на фаске или ее внешнем краю, но не на поверхности трубы. На потолочной части стыка кончик электрода находится в зазоре с постепенным движением вверх. Для формирования обратного валика дуга должна гореть внутри трубы.

При движении электрода без поперечных отклонений нужно следить, чтобы оплавлялись обе кромки. Если плавится только одна сторона, следует остановиться и повторить проход. Горение дуги снаружи означает, что стык стянулся. Его можно прорезать большим током, но предпочтительней аккуратно расширить болгаркой. Если наплавляемый корневой шов провисает, значит, завышен сварочный ток или электрод движется медленно.

Если представить торец трубы в виде циферблата часов, то при выходе на 40 минут электрод начинают раскачивать на половину диаметра между кромками. В результате образуется технологическое окно, через которое можно следить за формированием внутреннего валика. При сварке тонкостенных труб небольшого диаметра оно только намечается, но не стоит проплавлять на этом месте сквозную дыру. Электрод продвигается без колебательных движений, меняется только положение держака, чтобы обеспечить стабильность дуги при минимальном токе.

Читайте также  Расчет режимов резания при фрезеровании онлайн

После выхода на 50 минут держатель отклоняется от себя, чтобы дуга горела на краю валика. Продавливать электрод внутрь трубы как на потолке не надо, так как могут получиться прожоги. Чтобы внутренний валик получился ровным, прихватка при подходе к ней шва срезается, края развальцовываются. С готового корня сбивается шлак, металл зачищается до блеска металлической щеткой.

Заполнение

Заполнение выемки, образовавшейся после проведения предыдущей операции, выполняется короткой дугой. Для плавления кромок электрод ведется по краям сварочной ванны. При работе нужно следить за появлением стартовых пор, которые образуются при розжиге дуги во время сварки на ветру. Их зашлифовывают под нуль болгаркой. Опытные сварщики накладывают дополнительный шов сверху и снизу стыка, не касаясь вертикали.

Облицовка

В заключение на зачищенное заполнение накладывается облицовочный шов. Его выполняют равномерными по амплитуде колебательными движениями без резких рывков, следя за тем, чтобы дуга не выходила за пределы сварочной ванны. Чтобы шов не проваливался посередине, электрод на краткие мгновения задерживается на кромках. Если он получается излишне чешуйчатым, добавляется сварочный ток. После завершения сварки со шва удаляется шлак, утолщения, образовавшиеся в местах розжига дуги, зашлифовываются. Поверхность возле стыка очищается только металлической щеткой.

Виды соединений

Сварщик может накладывать шов с одной стороны или с двух, в последнем случае это увеличивает надежность, но бывает иногда затруднительным. Тогда силы компенсируются, не происходит разломов или деформаций. Также есть 4 классических типа сваривания в зависимости от расположения двух частей изделия:

  • встык – заготовки находятся двумя краями близко друг к другу, без зазоров;
  • тавровое – перевернутая буква «Т», то есть на горизонтальную плоскость прикладывается вертикальная;
  • внахлест – одна металлическая плашка накладывается на другую;
  • угловое – наиболее трудное, потому что надо добиться правильного угла при соединении.

Расскажем подробнее. Или можно посмотреть этот видеоурок:

Встык

В основном применяется при работе с листами или трубами. Зазор должен составлять не более 1-2 мм (здесь будет находиться расплавленный металл). Сами элементы должны быть жестко зафиксированы. Иногда требуется предварительный задел кромок (их скос, чтобы получилось углубление для наплавления) – при толщине стали более 4 мм. Учтите, что чем глубже полость, чем лучше соединение, но сам процесс затрачивает больше электродов (присадочной проволоки на полуавтомате) и длиться дольше. При очень большой ширине заготовки понадобится сделать несколько последовательных проходов. Многослойный шов может заполняться пластами или точечными приварами, как на этом схематическом изображении:

Внахлест

Подходит для листов, имеющих не более 8 мм в толщину. Они накладываются один на второй и провариваются с двух сторон, в обратном случае образуется зазор, в котором может возникнуть очаг коррозии.

Здесь основная особенность – в угле наклона электрода. Он должен находиться под 15-45 градусов от верхней поверхности. Если меньше, то шов получится на нижней плашке, больше – на верхней. В любом случае не будет надежного контакта.

Как сваривать вертикальный шов при тавровом или угловом соединении

Технология в обоих случаях остается прежней, визуально изделия напоминают букву «Т» в первой ситуации, и «Г» – во второй. Иногда требуется обработка заранее, это зависит от того, насколько толстые заготовки. Рассмотрим в таблице: