Для различных видов металла и типов соединения могут меняться параметры сварки, а также техника ее выполнения, например возможна сварка вертикальных швов, горизонтальных и т.д. О том, как правильно варить различные виды швов, поговорим дальше.
Классификация сварочных соединений
Длительность службы металлических конструкций зависит от качества и надежности соединений. Стоит понимать, что без шва сварки не бывает. Он, как правило, может стать уязвимым местом любой конструкции.
В связи с этим, когда речь заходит о сварке, именно шов является центральным элементом, определяющим качество и долговечность выполненного соединения.
В зависимости от способа выполнения работы разделяют швы:
- односторонние;
- двухсторонние – соединение выполняется с двух сторон изделия;
- однослойные – выполняется за один подход с одним наплавленным валиком;
- многослойные – количество слоев в данном случае равно числу «проходов».
В зависимости от пространственного расположения бывает сварка вертикальных швов, горизонтальная сварка, а также сварка в потолочном положении. Исходя из этого, сварка может выполняться снизу вверх и наоборот.
По способу расположения соединяемых деталей относительно друг друга выделяют такие швы, как стыковые, угловые, нахлесточные, тавровые, торцевые.
В стыковом соединении детали располагаются в одной плоскости. Такой тип используется в сварке листового металла, резервуаров, труб.
В угловых – детали устанавливаются под каким-либо углом относительно друг друга. В таком случае максимальная толщина детали не должна превышать трех миллиметров.
В нахлесточном соединении детали устанавливаются параллельно друг другу таким образом, чтобы одна из них «находила» на другую. Используется в сварке листового материала толщиной до двенадцати миллиметров.
В тавровых – детали ставятся по нормали. Чаще всего встречается в несущих конструкциях. Метод требует тщательной обработки вертикального листа.
Торцевые подразумевают соприкосновение боковых поверхностей свариваемого металла. Сварочный шов наносится на их торцы. Соединение отличается экономичностью материала и простотой выполнения.
Вертикальный шов
Сварка вертикального шва может осуществляться двумя различными методами: сверху вниз и наоборот. Проще всего вертикальная сварка выполняется в случае работы снизу вверх. В данном варианте сварочная ванна поднимается дугой, формируемой электродами, и не опускается.
Формируя вертикальные швы снизу вверх без отрыва дуги, электроды необходимо перемещать в одном направлении без смещений по горизонтали. При этом должен соблюдаться наклон в 80-90 градусов. В таком случае шов получается почти плоским.
Чтобы понять, как варить вертикальный шов, следует четко представлять алгоритм последовательности действий:
- в первую очередь в нижней точке зажигается дуга;
- проводится подготовка горизонтальной поверхности, равной сечению шва;
- сварочная ванна удерживается дугой, контролируемой наклоном электрода.
В таком виде работы электроды должны перемещаться достаточно быстро. Важен полный контроль над процессом сваривания. В случае вытекания сварочной ванны с одного края, следует перейти к другому краю с одновременным движением вверх.
Осуществлять данный тип соединения можно и с отрывом дуги. Подобный вариант будет особенно удобен начинающим сварщикам. За время отрыва деталь успевает охладиться. Подобный способ позволяет даже опирать электрод на полочку сварного кратера.
Схема перемещения стержня аналогична движению без отрыва: из стороны в сторону, коротким валиком, петельками.
Стоит обратить внимание на влияние величины силы тока на шов.
Чтобы правильно варить вертикальный шов, следует задавать ток на 5-10 ампер меньше рекомендованного значения, соответствующего выбранному электроду для вертикального шва и толщине изделия. Однако это утверждение не всегда справедливо, и в ряде случаев ток необходимо подбирать экспериментально.
Можно осуществлять соединение и сверху-вниз. В таком случае стержень необходимо держать перпендикулярно поверхности детали. После розжига дуги в таком положении следует прогреть металл и уже потом перемещать его, формируя шов.
Выполнять сварку сверху вниз не очень удобно. Этот вид работы предполагает высокий контроль сварной ванны. Тем не менее при должном профессионализме таким методом можно сформировать отличное соединение.
Горизонтальные соединения
Сварка горизонтальных швов на вертикальной поверхности осуществляется слева направо и наоборот. В данном варианте ванна будет стекать в нижнюю кромку. Техника выполнения соединения предполагает наклон электрода под большим углом, зависящем от величины тока.
Существует несколько полезных советов, при выполнении которых сварка горизонтального шва будет осуществлена наиболее качественно:
- лучше класть сварочный шов слева направо;
- электрод следует расположить немного назад на шов;
- дугу зажигают на нижней кромке и после этого переводят на верхнюю;
- движение стержня осуществлять по спирали.
В случае стекания металла вниз, следует перемещать электрод быстрее, уменьшив нагрев детали. Выполнять работу можно и с отрывом дуги. В моменты отрыва металл будет успевать охлаждаться, в результате чего он прекратит стекать. Снижение силы тока обеспечивает такой эффект.
Следуя предложенным выше советам, можно научиться формировать качественные горизонтальные соединения ручной дуговой сваркой.
Угловые швы
Данный вид соединения достаточно распространён в случаях, когда необходимо скрепить две пластины или профильные трубы под углом менее 180 градусов. В металлических изделиях наиболее часто встречаются стыки расположенные по нормали друг к другу. В таком случае обеспечивается равномерная нагрузка и устойчивость всей конструкции.
Выделяют несколько типов угловых швов:
- нахлесточные;
- тавровые;
- с примыканием краев деталей;
- с разделкой кромок и без.
Пространственные положения выполнения подобной работы могут быть различны. Самым тяжелым даже для опытных сварщиков является тавровый стык повернутый верх ногами.
Сварку угловых швов можно выполнять в горизонтальном или в вертикальном положении. Кроме того может осуществляться сварка с отрывом или без. По длине различают короткие стыки длиной до 250 миллиметров и средние – до одного метра.
Чтобы качественно и правильно варить угловой шов, следует знать об основных дефектах при его выполнении.
Самые распространенные проблемы это:
- нанесение наплавляемого металла на стороны детали неравномерным слоем;
- подрезы, возникающие в результате «выгрызания» дугой с поверхности металла небольших участков;
- непровар корня – характерный дефект, появляющийся у неопытных сварщиков в результате неправильного движения при сварке электрода по сторонам;
- неправильный катет – недостаток, связанный с несоблюдением скорости веления электрода, а также с выбором неверных параметров сварки;
- неправильный угол.
Помимо указанных дефектов, часто встречающихся в случае несоблюдения технологии сварки, существуют и другие особенности. К ним следует отнести пустоты, различные включения, трещины, нарушение формы шва.
Чтобы правильно варить электросваркой угловой шов, стоит помнить не только о возможных дефектах, но и о правильной подготовке кромок детали. Стык изделий толщиной до пяти миллиметров не нуждается в дополнительных мерах. Если же металл покрыт ржавчиной, ее удаляют с помощью щетки.
Изделия с большей толщиной нуждаются в односторонней разделке кромок. В таком случае делают скос под 45 градусов на приставной пластине. Таким образом создается необходимое место под затекания присадки, что упрочняет стык.
Двухсторонняя разделка кромок выполняется для деталей толщиной более десяти миллиметров. Конус пластины обычно оставляют тупым, с толщиной до 2-3 миллиметров, что позволяет защитить деталь от прожогов и наплывов.
Следует также исключить возможность появления перекосов и деформаций или свести их к минимуму. Это делается с помощью прихваток, выставляемых с обеих сторон детали. Сварка инвертором осуществляется поочередно с двух сторон.
Делать несколько проходов с одной части, а потом с другой – недопустимо, так как прихватки под такой нагрузкой лопнут.
Как уже было сказано выше, выполнение угловых стыков может сопровождаться рядом дефектов. В связи с этим следует помнить о причинах их возникновения и стараться предупреждать их. Для этого специально разработаны технологии, позволяющие формировать стык между металлами под углом.
Какой именно метод использовать, сварщик решает самостоятельно в зависимости от ситуации. Выделяют две основные технологии: «лодочкой» и в нижнем положении. Первый тип применяется для малогабаритных конструкций незакрепленных с полом. Кроме того данный вариант будет самым простым для новичков.
Электрод удерживается в вертикальном положении с небольшим наклоном в сторону сварщика. Колебательные движения не совершаются, чтобы заполнить корень. После того, как шлак будет удален, осуществляется еще один проход. Их количество определяется толщиной изделия.
Последующие швы могут выполняться с колебательным перемещением стержня. Это позволит придать им необходимую ширину. Способ отлично подходит для равномерной укладки присадки на две стороны детали, также он позволяет исключить подрезы и непровары.
В нижнем положении сваривают крупногабаритные металлоконструкции, которые нельзя наклонить в позицию удобную для работы «лодочкой». Качественное заполнение корня достигается при наклоне электрода под 45 градусов относительно полок и наклоняется вправо или влево.
Первый проход выполняется без поперечных перемещений электрода. Тем не менее следует постоянно осуществлять продольные рывки. Это позволит убрать шлак, который в противном случае затечет вперед и перекроет обзор сварочной ванны. После правильного выполнения стыка, последующие проходы можно накладывать «полумесяцем».
Если придерживаться указанных выше советов, то шов будет получаться качественным, надежным и красивым.
Т-образный тип соединения
Данный тип соединения относится к разновидностям углового шва. Получение идеального стыка может быть достигнуто при нормальном расположении деталей относительно друг друга. При этом одна из них должна находится на горизонтальной плоскости.
Качественный сварной шов может быть получен в случае соблюдения простых правил. Что касается дополнительной подготовки изделия, то она отсутствует при толщине металла менее 12 миллиметров, а в случае более толстых стенок от 12 до 25 миллиметров следует выполнить подготовку в V-образной форме.
Одностороннюю обработку кромок U-образной формы делают при толщине стенок от 25 до 40 миллиметров. Свыше сорока миллиметров выполняют двухстороннюю обрезку V-образной формы.
При сварке вертикальной детали ее нижний край обрезается ровно, ширина стыка не должна превышать двух миллиметров.
Важным моментом в данном типе работы является правильное зажигание дуги. Делают это перед началом сварки.
Соединяемые поверхности располагают под 45%, а сварку осуществляют «лодочкой».
Нахлесточные соединения
Делают подобный стык на листах металла, наложенных друг на друга на расстоянии трех-пяти толщин этих пластин. Дополнительная подготовка кромок в этом случае не требуется. Изделия заваривают по периметру, а также по краю угла, сформированного при наложении.
Следует иметь ввиду большой расход материала в подобном виде работ. Тем не менее на практике данный вариант применяется достаточно часто.
Другие виды сварки
Важнейшим элементом любой металлоконструкции является сварной шов. В связи с этим техника сварки вертикальных швов, а также других вариантов соединения будет крайне полезна новичкам.
Существует большое количество методов, применяемых для формирования надежных стыков в случае различного расположения деталей относительно друг друга. Также разработаны специальные техники движения электродов, например, елочкой, лодочкой и т.д.
К наиболее простым видам сварки относится работа в горизонтальном положении. Однако существуют и более сложные виды швов.
Стыковые
Проще всего осуществлять данный тип соединения не на вертикальной плоскости, а на горизонтальной.
Выполнять сварочный процесс можно несколькими способами:
- в пространстве;
- на съемной медной подкладке;
- с предварительным швом.
В первом случае самым трудным является проваривание корня по всему изделию. Упростить задачу может применение медной подкладки. Благодаря высокой теплопроводности она предотвратит оплавление поверхности под деталями в результате контакта с расплавленным материалом. Ее можно легко удалить после окончания работ.
Высокий шанс получения непроваров – основной недостаток данного способа соединения. Избежать формирования подобного дефекта можно путем вырубки канавки в 2-3 миллиметра глубиной. Канавку перекрывают подварочным валиком и укрепляют с обратной стороны.
Сварные многослойные
Данная технология предусматривает проведение нескольких проходов. Перед каждым проходом предыдущий слой очищается и остывает. В связи с этим подобный способ соединения существенно отличается от других.
Слои варятся с использованием электродов разного диаметра. Нижний свариваем стержнями в 3-4 миллиметра в диаметре, а последующие – 5-6 миллиметров. Самый верхний слой является выпуклым, кроме того он выполняет термообработку нижних слоев.
https://youtu.be/yEz_cweZtyQ
Кольцевые
Используется в стыковке труб и различных деталей запорной арматуры. Представляет собой смешанные виды дуговой сварки.
Вначале электросваркой делается вертикальный шов сбоку трубы, затем по окружности формируется горизонтальный. Таким же образом осуществляется сварка пластин, расположенных на потолке.
Особенности техники подготовки к кольцевой сварке следующие:
- изделие тщательно очищается;
- деформированные участки обрезаются и выравниваются;
- кромки зачищаются до блеска.
Обработка стыков во время сварочного процесса осуществляется постоянно, а повороты провариваются в несколько проходов. Каждое последующее соединение наносится только после очистки предыдущего от шлака.
В случае обнаружения трещин их удаляют, а образованный фрагмент заново заваривают.
Потолочные
Каждый неопытный сварщик окажется в замешательстве, столкнувшись с необходимостью сварить потолочный шов электросваркой. Данный тип соединения можно смело назвать сложнейшим сварочным швом. Следует отметить, что потолочная сварка вызывает массу проблем, связанных с неудобным положением мастера при работе.
Капли раскаленного металла так и норовят сорваться и упасть вниз, что еще больше осложняет процесс работы. Сам же расплавленный метал удерживается в ванне за счет действия силы поверхностного натяжения.
Сварка потолочного шва предполагает расположение электрода по нормали к поверхности изделия. При этом стержень осуществляет круговые движения. Таким образом удается расширить соединение.
Дуга должна быть короткой, чтобы исключить подрезы. Варить потолочный шов необходимо по следующей методике – металл должен затвердеть с наибольшей скоростью. Подобного эффекта удается достичь при использовании электродов с покрытием, у которого высокая температура плавления.
Помимо круговых следует также совершать вертикальные движения. Отдаление электрода от ванны приведет к гашению дуги. В результате металл начнет остывать и ванна уменьшится.
Потолочные швы делают только в крайних случаях, если возможность расположить изделие в более удобном положении отсутствует. Кроме того потолочное сваривание проводится в положении снизу, это означает, что пузырьки, формируемые в процессе работы, будут подниматься вверх – в корень шва. В результате соединение будет ослабляться.
Таким образом, помимо стандартных дефектов формируемых при сварке, сварка потолочных швов характеризуется еще одной неприятной особенностью, избавиться от которой невозможно. Осуществляя подобное соединение необходимо заранее понимать то, что оно будет ослабленным и менее надежным, чем любое другое.
В связи с вышесказанным, в промышленном производстве подобные стыки практически полностью отсутствуют.
Итог
Установка разнообразных металлоконструкций требует использования различных сварочных швов. От правильности их выбора зависит качество и долговечность изделий.
Опытные сварщики без труда могут определить, какой вариант соединения будет оптимальным в каждом конкретном случае. Однако новичкам сделать это будет значительно тяжелее, поэтому им обязательно следует ознакомиться с особенностями каждого вида соединения.
