В наличии на складе!
Высокая производительность, удобство, простота в управлении и надежность в эксплуатации.

Сварочные экраны и защитные шторки - в наличии на складе!
Защита от излучения при сварке и резке. Большой выбор.
Доставка по всей России!

Сварка одиночных валиков снизу вверх

При сварке вертикальных швов применяется только короткая дуга. Сварочный ток в основном минимальный или средний, позволяющий вести непрерывную сварку без отрыва дуги, без подтеков металла шва. Угол наклона электрода к вертикальной плоскости составляет 80°-90°, что способствует более прямому воздействию сварочной дуги на изделие и создает легкость в управлении сварочным процессом (рис. 48). При сварке электродом под углом 45°-60° (рис. 49) искусственно создается «козырек» (неравномерное расплавление покрытия), что мешает управлению сварочным процессом. Обязательно манипулирование электродом на ширину валика в 2-4 диаметра электрода с покрытием.

По мере наполнения сварочной ванны электродным металлом необходимо с каждым переходом из точки 1 в положение 2 и обратно в положение 3 производить подъем, задерживаясь в местах перехода. Задержка по времени должна быть такой, чтобы заполнить кратер электродным металлом и плавно вернуться на противоположную сторону не позднее, чем закристаллизуется там металл шва. Это способствует формированию «нормального» валика без подрезов и с плавным переходом к основному металлу и минимальным перепадам между чешуйками. Поэтому очень важен момент перехода. Ушел раньше - получил подрез и «выпуклый» валик. Передержал - наплыв и грубая чешуйка.

Многие сварщики при сварке вертикальных швов применяют манипулирование электродом «дугой назад», что приводит к чрезмерной выпуклости шва. Это объясняется тем, что большая часть жидкого металла шва стекает в центр сварочной ванны, т.к. в центре шва более высокая температура, чем на краях валика. Методом «дугой назад», спускаясь к центру, увеличиваем количество жидкого металла в центре валика. Такой метод при сварке вертикальных швов исключить.

Сварка корневого валика (рис. 51)

В зависимости от толщины металла, притупления кромок, величины зазора, рекомендуется применять три способа сварки корневого валика:

1. Сварка «треугольником» (рис. 52) позволяет получить хорошее проплавление при малом зазоре (2 мм и меньше) и максимальном притуплении кромки (от 1 до 2 мм). В процессе сварки жидкая ванна должна находиться под углом, т.е. точка «а» (перемычка жидкого металла в зазоре между кромками) выше линии «б» (кристаллизующейся чешуйки), что позволяет жидкому шлаку стекать вниз, закрывая кристаллизующийся валик, и не мешать проплавлению кромок в зазоре. По окончании электрода кратер следует оставить также под углом. Это необходимо для качественного зажигания нового электрода. Сварочная ванна под углом достигается следующим образом: в начале сварки набирается полочка, затем, поднимаясь сварочной дугой по стенке к зазору, проплавляем притупление кромок в зазоре, затем спускаемся по правой стенке, после чего переходим к левой кромке, формируя сварочный шов. Диаметр электрода 3 мм. Сварочный ток в среднем диапазоне - 90-100 А при Х-образной разделке и минимальный - 80...90 А при V-образной разделке.

2. Сварка «елочкой» (рис. 53) при притуплении кромок и зазоре от 2 до 3 мм позволяет получить хорошее проплавление. Сечение валика средней полноты (меньше, чем при сварке «треугольником») дает возможность сформировать «нормальный» валик. Техника сварки следующая: от зазора по одной из кромок (как бы прижавшись электродом к кромке) спуститься по ней, подавая электрод на себя на небольшое расстояние 5-7 мм, затем с небольшим постоянным подъемом и.подачей электрода от себя вернуться в зазор; проплавить притупление (при необходимости сделать задержку) и спуститься по другой стороне, выполняя те же движения, не допуская подтеков, подрезов, наблюдая за формированием валика и поддерживая точку «а» выше линии «б». Диаметр электрода 3 мм. Сварочный ток для V-образной разделки - 60...90 А, для X-образной разделки - 90...100 А.

3. Сварка методом «лестница» (рис. 54) применяется при максимальном зазоре более 2 мм и минимальном притуплении кромок (или без притупления), что обеспечивает хорошее проплавление, формирование обратного валика. Переход от кромки к кромке производится по прямой с постоянным минимальным подъемом. Сварка ведется короткой дугой, но без опирания на «козырек» покрытия. Задержка на кромках - максимальная, переход - более быстрый, но плавный; сечение валика малое («легкий» валик). Диаметр электрода 3 мм. Сварочный ток минимальный 80 А ± 5 А - для V-образной разделки кромок и средний 90-100 А для Х-образной. Сварочный процесс вести непрерывно (исключение - замена электрода и сварка тонкого металла).

Большое значение для качества сварного шва имеет зажигание дуги. Начало зажигания дуги рекомендуется производить в нижней части застывшего кратера, сбоку или в центре шва, где есть доступ к выборке (рис. 55). Первый проход (из положения 1 в положение 2) следует производить быстро.

Это необходимо для выполнения более «плоского» валика, что позволяет стекать шлаку вниз и избежать зашлаковки при возвращении между первым и вторым проходом, поскольку дуга еще не стабилизировалась, а ванна не набрала определенную температуру. При возвращении через место зажигания (положение 3) следует сделать короткую задержку для проплавления начала сварки, и только после стабильного зажигания дуги и разогрева ванны, не допуская затекания шлака в зазор, необходимо перейти центром электрода в зазор (в положение 4). В точке 4 обязательно сделать задержку. Дуга короткая, горит в основном с обратной стороны разделки, оплавляя застывший шлак с обратной стороны и металлическую перемычку, что позволяет сформировать обратный валик без «ямочек» на месте стыковки электродов. Как только дуга начнет в основном гореть с лицевой стороны и жидкий металл выйдет на лицевую сторону разделки, необходим спуститься электродом по одной из кромок (или по центру шва, в зависимости от расположения шлака) и, сгоняя дугой жидкий шлак, пройти по предыдущему проходу.

При корневом валике малого сечения (сварка «лестницей») после первого прохода по краю кратера необходимо (не допуская зашлаковки в зазоре) сразу перемещать электрод в точку 4 (в зазор).

Второй корневой валик

Второй корневой валик с обратной стороны при Х-образной разделке выполняется электродом диаметром 3 мм на среднем или максимально токе 100-110A. Повышенный сварочный ток необходим для хорошего проплавления обратной стороны корня шва. Предварительно нужно произвести зачистку от шлака, а при необходимости - механическую выборку.

В зависимости от полноты первого или второго корневого валика сварку третьего производить со следующей манипуляцией:

а) когда корневой валик легкий (малого сечения) - вариант 2 или 3 - манипулирование производить «лестницей», проплавляя корневой вали и кромки по краям, при этом обязательно центром дуги (электрода) при манипулировании доходить до края предыдущего валика и произвести задержку;

б) когда корневой валик полный (вариант 1), кроме манипулирования электродом для формирования «нормального» или «вогнутого» второго последующего третьего валиков, помогает в процессе сварки разворот электрода к проплавляемой стенке (плоскости). Это достигается разворотом кисти руки. На рис. 56 показано, в какой момент удобней производит изменение угла электрода. В положении 1 дуга горит на плоскости «а» предыдущем валике, центр дуги направлен на край валика. Электрод расположен приблизительно параллельно плоскости «б». Заполнив кратер электродным металлом и не меняя положения электрода, плавно перейти в положение 2 до касания электродом плоскости «б», а дугой до края валика. Почувствовав опору, произвести разворот кисти (не руки) так, чтобы электрод занял положение 3 (параллельное плоскости «а») и центром дуги проплавлял край предыдущего валика и стенку «б». Заполнив кратер элетродным металлом и не меняя угол электрода, перейти в положение 4, проплавляя дугой предыдущий валик. Коснувшись электродом плоскости «а», произвести разворот кисти и электрода в положение 1 и т.д. С каждым переходом производить подъем электрода в зависимости от формирования валика, ширины и полноты (набранной ванны). При минимальном подъеме и недостаточной скорости манипулирования могут быть подтеки (наплывы) жидкого металла шва на закристаллизовавшийся шов. При чрезмерном подъеме и большой скорости перехода от одной кромки к другой появляются западания, пропуски и подрезы на стенке в зоне шва, на краю и в середине валика. Не рекомендуется производить разворот кисти и электрода в момент перехода от одной кромки к другой. В этом случае трудно сформировать валик в центре шва без подрезов, наплывов и пропусков между чешуйками шва.

Многослойная и многопроходная сварка

При сварке больших толщин применяется многослойная, многопроходная сварка (рис. 57). После корневого валика второй и третий слой варятся электродом диаметром 3 мм или 4 мм (в зависимости от толщины основного металла и от ширины предыдущего валика) в один проход, при этом каждый валик должен быть «вогнутый» или «нормальный», что позволяет добиться качественной сварки последующих валиков. В следующих слоях, при переходе на два, три и более проходов, валики выполняются с небольшим усилением электродом диаметром 4 мм. Между предпоследним валиком каждого слоя и кромкой разделки необходимо оставлять расстояние не менее диаметра электрода с покрытием.

Предпоследний слой не должен выходить за пределы разделки. Рекомендуется оставлять незаполненную разделку от 0,5 мм до 2 мм, что позволяет легче сформировать качественный лицевой слой.

Ширина лицевого слоя

Ширина лицевого слоя равняется ширине разделки плюс половина диаметра электрода с каждой стороны (рис. 58). Рекомендуется применять манипулирование электродом «лестницей» или «дугой вперед».

Для того чтоб сварной шов был на много крепче и надежней, производительность труда была выше, а работа сварщика облегчалась, существует множество методов, которые нарабатывались и испытывались годами. Сегодня мы рассмотрим многослойный шов при сварке, какое его назначение и преимущества.

Метод предусматривает изначально проваривание корня шва электродом с диаметром около 4 миллиметров. Этот этап считается наиболее ответственным и при его правильном исполнении, дальнейшая работа будет оправдана. Изначально наплавленные валики очищают от шлаков, а затем наносят следующий слой. Если шов подготавливался V-образно, то сварка его корня должна происходить так само, но с другой стороны.

Если шов Х-образный, то таким же образом нужно проварить шовный корень с помощью электрода в 4 мм, затем очистить от шлаков и применить электрод с большим диаметром. Далее нужно деталь развернуть и проделать такую же операцию сначала тонким, а затем более толстым электродом. Нужно также знать, что для очистки шва используют проволочную щетку, а при необходимости прорубить канавку, берут зубило. Затем поочередно с разных сторон делают слой за слоем, применяя электроды, имеющие диаметр до 6 миллиметров. Многослойный шов использует такую методику для того, чтоб при сварке не возникало процессов коробления.

Очень важно следить за толщиной каждого из слоев, должно обеспечиваться достаточное прогревание предыдущих слоев шва. Поэтому оптимальная толщина будет составлять до 5 миллиметров. Существует определенное соотношение, которое должен иметь многослойный шов при сварке. Это площадь, которую имеет поперечное сечение металла, которая возникла за один проход, а также собственно диаметр электрода. Таблицу соотношений сварщик должен уметь расшифровывать.

Техника аргонодуговой сварки нержавейки с наложением многослойных швов

Техника выполнения швов

Для выполнения сварного шва прежде всего определяют режим сварки, обеспечивающий хорошее качество сварного соединения, установленные размеры и форму при минимальных затратах материалов, электроэнергии и труда.

Режимом сварки называется совокупность параметров, определяющих процесс сварки: вид тока, диаметр электрода, напряжение и значение сварочного тока, скорость перемещения электрода вдоль шва и др. Основными параметрами режима ручной дуговой сварки являются диаметр электрода и сварочный ток. Остальные параметры выбирают в зависимости от марки электрода, положения свариваемого шва в пространстве, вида оборудования и др. Диаметр электрода устанавливают в зависимости от толщины свариваемых кромок, вида сварного соединения и размеров шва.

Для стыковых соединений приняты практические рекомендации по выбору диаметра электрода в зависимости от толщины свариваемых кромок. При выполнении угловых и тавровых соединений принимают во внимание размер катета шва. При катете шва 3–5 мм сварку производят электродом диаметром 3–4 мм. При катете 6–8 мм применяют электроды диаметром 4–5 мм.

При многопроходной сварке швов стыковых соединений первый проход выполняют электродом диаметром не более 4 мм. Это необходимо для хорошего провара корня шва в глубине разделки.

По выбранному диаметру электрода устанавливают значение сварочного тока. Обычно для каждой марки электродов значение тока указано на заводской этикетке, но можно также определить по следующим формулам:

I = (40–50)d ,

при d = 4–6 мм;

I = (20+6d)d ,

при d меньше 4 и больше 6 мм,

где I – значение сварочного тока (А);

d – диаметр электрода (мм).

Полученное значение сварочного тока корректируют, учитывая толщину металла и положение свариваемого шва. При толщине кромок менее 1,3–1,6 безрасчетное значение сварочного тока уменьшают на 10–15 %, при толщине кромок больше трех диаметров электрода увеличивают на 10–15 %. Сварку вертикальных и потолочных швов выполняют сварочным током, на 10–15 % уменьшенным против расчетного.

Сварочную дугу возбуждают двумя приемами:

1. Можно коснуться свариваемого изделия торцом электрода и затем отвести электрод от поверхности изделия на 3–4 мм, поддерживая горение образовавшейся дуги (рис. 60а).

2. Можно также быстрым боковым движением коснуться свариваемого изделия и затем отвести электрод от поверхности изделия на такое же расстояние (по методу зажигания спички) (рис. 60б).

Рис. 60.

Зажигание сварочной дуги:

а – кратковременным прикосновением электрода к поверхности изделия; б – чирканьем конца электрода о поверхность изделия

Прикосновение электрода к изделию должно быть кратковременным, так как иначе он приваривается к изделию, т. е. «примерзает». Отрывать «примерзший» электрод следует резким поворачиванием его вправо и влево. После отрыва дуга зажигается повторно (рис. 61).

Рис. 61.

Зажигание дуги после ее обрыва:

1 – место повторного зажигания дуги;

2 – кратер

Длина дуги значительно влияет на качество сварки.

Короткая дуга горит устойчиво и спокойно. Она обеспечивает получение шва высокого качества, так как расплавленный металл электрода быстро проходит дуговой промежуток и меньше подвергается окислению и азотированию. Но при этом слишком короткая дуга вызывает «примерзание» электрода, дуга прерывается, нарушается процесс сварки. Горение длинной дуги происходит 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 окислов.

Для электродов с толстым покрытием длина дуги указывается в паспортах. В процессе сварки электроду сообщаются движения, показанные на рисунке 62.

Рис. 62.

Перемещение электрода в трех направлениях

Скорость перемещения электрода не должна быть большой, так как металл электрода не успевает сплавиться с основным металлом и получается непровар.

При малой скорости перемещения возможны перегрев и пережог металла, шов получается широкий, толстый, производительность сварки низкая.

Поперечные колебательные движения (рис. 63) применяют для получения уширенного валика. Поперечные движения замедляют остывание наплавляемого металла, облегчают выход газов и шлаков и способствуют наилучшему сплавлению основного и электродного металла и получению высококачественного шва. Образующийся в конце наплавки валика кратер необходимо тщательно заварить.

Рис. 63. Колебательные движения концом электрода поперек шва:

1, 2, 3 – для равномерного прогрева сварочной ванны; 4 – для усиленного прогрева корня шва; 5, 6 – для усиленного прогрева кромок

Поперечные колебательные движения конца электрода определяются формой разделки, размерами и положением шва, свойствами свариваемого материала, навыком сварщика. Техника выполнения зависит от вида и пространственного положения шва.

Нижние швы наиболее удобны для выполнения, так как расплавленный металл электрода под действием силы тяжести стекает в кратер и не вытекает из сварочной ванны, а газы и шлак выходят на поверхность металла. Поэтому по возможности следует вести сварку в нижнем положении.

Стыковые швы без скоса кромок выполняют наплавкой вдоль шва валика с небольшим уширением. Необходимо хорошее проплавление свариваемых кромок. Шов делают с усилением выпуклость шва до 2 мм. После проверки шва с одной стороны изделие переворачивают и, тщательно очистив от подтеков и шлака, заваривают шов с другой стороны.

Сварку стыковых швов с V-образной разделкой (рис. 64) при толщине кромок до 8 мм производят в один слой, а при большей толщине – в два слоя и более. Первый слой наплавляют высотой 3–5 мм электродом, диаметр которого 3–4 мм. Последующие слои выполняют электродом диаметром 4–5 мм. Перед наплавкой очередного слоя необходимо тщательно очистить металлической щеткой разделку шва от шлака и брызг металла. После заполнения всей разделки шва изделие переворачивают и выбирают небольшую канавку в корне шва, которую затем аккуратно заваривают. При невозможности подварить шов с обратной стороны следует особенно аккуратно проварить первый слой.

Рис. 64.

Сварка стыковых швов:

а – однослойный шов; б – многослойный шов; 1–7 – последовательность наложения швов

Стыковые швы с Х-образной разделкой выполняют аналогично многослойным швам с обеих сторон разделки.

Угловые швы в нижнем положении (рис. 65) лучше выполнять в положении «лодочка». Если изделие не может быть так установлено, необходимо особенно тщательно обеспечить хороший провар корня шва и свариваемых кромок. Сварку следует начинать с поверхности нижней кромки и затем переходить через разделку шва на вертикальную кромку.

Рис. 65.

Сварка угловых швов:

а – траектория движения электрода; б – изменение угла наклона электрода; в – сварка в «лодочку»

Таблица 18

Сварные соединения

При наложении многослойного шва первый валик выполняют ниточным швом электродом с диаметром 3–4 мм. При этом необходимо обеспечить хороший провар корня шва. Затем после зачистки разделки наплавляют последующие слои.

Вертикальные швы (рис. 66) менее удобно сваривать, так как сила тяжести увлекает капли электродного металла вниз. Следует выполнять вертикальные швы короткой дугой снизу вверх. При этом капли металла легче переходят в шов, а образующийся кратер в виде полочки удерживает очередные капли металла от стекания вниз.

Рис. 66.

Сварка вертикальных швов:

а – снизу вверх; б – сверху вниз; 1 – положение электрода в начале сварки; 2 – положение электрода в процессе наложения шва

Таблица 19

Допустимая наибольшая разность толщин стыкуемых деталей, свариваемых без скоса кромок

Таким же образом можно вести сварку и сверху вниз. При этом дугу следует зажигать при положении электрода, перпендикулярном плоскости изделия. После образования первых капель металла электрод наклоняют вниз и сварку выполняют максимально возможной короткой дугой. Рекомендуется применять электроды диаметром 4–5 мм при несколько пониженном сварочном токе (150–170 А).

Таблица 20

Величина скоса детали, имеющей большую толщину, при стыковом соединении ее с тонкостенной деталью

Горизонтальные швы (рис. 67) выполняют при разделке кромок со скосом у верхнего листа. Дугу возбуждают на нижней кромке и затем переводят на поверхность скоса и обратно. Сварку выполняют электродом диаметром 4–5 мм.

Рис. 67.

Сварка горизонтальных швов:

а – стыковое соединение со скосом одной кромки; б – нахлестанное соединение; в – стыковое соединение со скосом двух кромок

Горизонтальные нахлесточные швы выполнять легче, так как нижняя кромка образует полочку, удерживающую капли расплавленного металла.

Потолочные швы (рис. 68) требуют высокой квалификации сварщика. Применяют электроды диаметром не более 5 мм при уменьшенном значении сварочного тока. Следует применять тугоплавкое покрытие электрода, образующее «чехольчик», в котором удерживается расплавленный металл электрода. Дуга должна быть как можно короче для облегчения перехода капель металла электрода в кратер шва.

Рис. 68 .

Сварка потолочных швов

Выбор порядка и способа выполнения сварных швов зависит от протяженности шва и толщины металла. При сварке тонколистовой стали необходимо строгое соблюдение техники выполнения сварных швов. Особую опасность представляют сквозные прожоги и проплавление металла. Сталь толщиной 0,5–1,0 мм следует сваривать внахлестку с проплавлением через верхний лист или встык с укладкой между свариваемыми кромками стальной полосы. Во втором случае расплавление кромок должно происходить при косвенном воздействии дуги.

Питание дуги производится от преобразователей ПС–100–1 или аппарата переменного тока ТС–120, так как они отличаются повышенным напряжением холостого хода и относительно малыми значениями сварочного тока.

Таблица 21

Допустимые значения выпуклости и вогнутости сварных угловых швов

Таблица 22

Температура подогрева стыков перед прихваткой и сваркой дуговыми способами при положительной температуре воздуха

Применяют электроды с покрытием марок МТ или ОМА–2. Сварку ведут на массивных теплоотводящих медных подкладках. Такой способ теплоотвода предохраняет металл от сквозного прожога и способствует хорошему формированию шва. Тонколистовую сталь можно сваривать с отбортовкой кромок. Сварку производят постоянным током неплавящимся электродом (угольным или графитовым) диаметром 6–20 мм при значении сварочного тока 120–160 А.

Металл большой толщины сваривают в несколько проходов. Разделка кромок может быть заполнена слоями или валиками. При толщине металла 15–20 мм сварку выполняют секциями способом двойного слоя : шов разбивают на участки длиной 250–300 мм и каждый участок заваривают двойным слоем. Наложение второго слоя производят после удаления шлака по неостывшему первому слою.

При толщине металла 20–25 мм и более применяют сварку каскадом или сварку горкой . Каскадный способ заключается в следующем: весь шов разбивают на участки и сварку ведут непрерывно. Окончив сварку слоя на первом участке, продолжают выполнение следующего слоя второго участка по неостывшему предыдущему слою. Разновидностью сварки каскадом является сварка горкой, которая обычно выполняется двумя сварщиками одновременно. Сварка горкой ведется от середины шва к краям. Такие способы сварки обеспечивают более равномерное распределение температуры и значительное снижение сварочных деформаций.

Рис. 69.

Схемы сварки:

а – на проход; б – от середины к краям; в – обратноступенчатым способом; г – блоками; д – каскадом; е – горкой; А – направление заполнения разделки; 1–5 – последовательность сварки в каждом слое

Способы выполнения сварных швов по длине зависят от их протяженности (рис. 69). Условно принято различать короткие швы , длиной до 250 мм, средние швы, длиной 250–1000 мм и длинные швы протяженностью более 1000 мм. Короткие швы выполняют сваркой на проход, швы средней длины сваривают либо от середины к краям, либо так называемым обратноступенчатым способом . Этот способ заключается в том, что весь шов разбивают на участки и сварку участка производят в направлении, обратном общему направлению сварки шва. Конец каждого участка совпадает с началом предыдущего участка. Длина участка выбирается в пределах 100–300 мм в зависимости от толщины металла и жесткости свариваемой конструкции. Длинные швы сваривают обратноступенчатым способом.

Сварка при низких температурах отличается следующими основными особенностями: стали изменяют свои механические свойства – понижается ударная вязкость и уменьшается угол загиба, ухудшаются пластические свойства и несколько повышается хрупкость, а отсюда склонность к образованию трещин. Это особенно заметно у сталей, содержащих более 0,3 % углерода, а также у легированных сталей, склонных к закалке.

Металл сварочной ванны охлаждается значительно быстрее, что приводит к повышенному содержанию газов и шлаковых включений и, как следствие, к снижению механических свойств металла шва.

В связи с этим установлены следующие ограничения сварочных работ при низкой температуре. Сварка металла толщиной более 40 мм при температуре 0 °C допускается только с подогревом. Подогрев необходим для сталей толщиной 30–40 мм при температуре ниже –10 °C, для сталей толщиной 16–30 мм – при температуре ниже –20 °C и для сталей толщиной менее 16 мм – при температуре ниже –30 °C. Для подогрева металла применяют горелки, индукционные печи и другие нагревательные устройства.

Угловые швы могут быть однослойными и многослойными (рис 5-38, а, в) В некоторых случаях в угловых швах тавровых соединений требуется полный провар одного из соединяемых элементов (рис 5-39, а-в) Прочность углового шва зависит от его длины, механических свойств металла шва и величины расчетного параметра, определяющего наименьшее сечение, по которому происходит разрушение соединения

Однослойные угловые швы. Эти швы получают за счет вводимого в сварочную ванну дополнительного металла, заполняющего угол между сопрягаемыми деталями (так называемая внешняя часть шва), и основного металла, образующего внутреннюю часть шва (рис 5-40) Отношение между этими частями зависит от способа и режима сварки Наиболее часто применяют однослойные угловые швы без полного провара Конфигурацию однослойного углового шва определяют такие параметры, как катеты внешней части шва k, глубина проплавления по месту сопряжения свариваемых деталей s, расчетный параметр шва /z, толщине шва #, ши­рина шва 6, коэффициент формы шва *ф (рис 5-41), площадь проплавления основного металла, площадь внешней части шва и суммарная площадь шва.

При сварке вручную покрытыми электродами и полуавтомати­ческой сварке в углекислом газе и под флюсом на токах до 250 А сечение шва образуется в основном за счет его внешней части (рис 5-42, а). При этом расчетный параметр шва равен QJk, а коэффициент формы шва приближается к 2

При полуавтоматической сварке под флюсом и в углекислом газе проволокой сплошного сечения на токах более 250 А без поперечного колебания электрода и при сварке специальными покрытыми электродами, обеспечивающими глубокое проплавление основного металла, на характерных для рассматриваемых случаев режимах шов формируется за счет внешней части и про­вара основного металла (рис 5-42, б). Расчетный параметр такого шва равен 0,85£, а коэффициент формы шва изменяется в преде­лах 1,5-1,6. При автоматической сварке под флюсом на харак­терных для этого случая режимах глубина проплавления увели­чивается (рис. 5-42, в) и расчетный параметр достигает значения l,0fe Коэффициент формы шва составляет 1,3-1,4 Характер формирования и разрушения швов, сварных различными спо­собами, ясен из рис 5-43 Зависимость между расчетным пара­метром и катетом швов, выполненных различными способами (рис. 5-44), рас­пространяется на многослойные и одно­слойные швы, сваренные вручную, и однослойные швы, сваренные под флюсом и в углекислом газе. Штриховой линией

на рис. 5-44 обозначены случаи," когда однослойный шов может быть выполнен только в положении в лодочку. Для нормального формирования угловых швов при сварке в угол максимальные размеры катетов не должны превышать h9 мм. В случае сварки в лодочку максимальные размеры катетов составляют 16 мм при автоматической сварке под флюсом и 12 мм при полуавто­матической сварке под флюсом и в углекислом газе и при руч­ной дуговой сварке. Швы большого сечения сваривают в не­сколько слоев.

Путем применения специальных режимов сварки величину расчетного параметра шва можно довести до l,3fe, для данного случая ^ 1. Швы со столь малым значением коэффициента формы даже при сварке низкоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей обладают пониженной стойкостью против образования кристаллизационных трещин. Поэтому режимы сварки, обеспечивающие такое формирование шва, не находят пока практического применения. Все сказанное справедливо для случая сварки сталей, для которых увеличение доли участия основ­ного металла в металле шва не оказывает отрицательного влияния на его свойства (стойкость против трещин, механические свойства и др.).

Увеличение проплавления основного металла при механизиро-

ванных способах сварки позволяет уменьшить сечение внешней части шва, что дает значительный экономический эффект. Дан­ные о размерах внешних катетов швов, при которых обеспе­чивается равнопрочность однослойных угловых швов, выполнен­ных различными способами дуговой сварки на типичных для них режимах, приведены на рис. 5-44. Швы сваривают в поло­жении в лодочку или в угол (рис. 5-45, а-в).

При сварке угловых швов трудно обеспечить поджатие флюсомедной, асбестовой или другой подкладки к основанию шва. Сварку, как правило, несмотря на принципиальную возможность применения подкладок, ведут на весу. Поэтому зазор между деталями при сварке в положении в лодочку, вручную покры­тыми электродами и полуавтоматом под флюсом и в защитном газе не должен превышать 2 мм, а при автоматической сварке под флю­сом 1,5 мм. При сварке шва в угол зазор не должен превышать 3 мм. Места с увеличенным зазором обычно подваривают беглым швом вруч­ную или же механизированным спосо­бом со стороны, обратной наложению первого шва Подварочный слой пере­варивают при наложении основного шва

При автоматической сварке нахле-сточного соединения при толщине верх­него листа до 8 мм возможна сварка

углового шва вертикальным электродом с оплавлением кромки (рис. 5-45, г). При механизированной сварке прерывистые швы заменяют, как правило, сплошными швами меньшего сечения.

При двусторонней автоматической сварке под флюсом угловых швов тавровых соединений за счет выбора режима можно обеспе­чить полный провар стенки без разделки кромок при толщине ее до 14 мм при однодуговой сварке и до 18 мм при многодуговой сварке (см. рис. 5-39, а). При большей толщине стенки и выпол­нении шва в один слой необходимо прибегать к разделке кромок или установлению обязательного зазора. Эти меры позволяют увеличить толщину провариваемого листа до 17 и 21 мм соответ­ственно.

При полуавтоматической сварке под флюсом и в углекислом газе проволокой сплошного сечения можно достичь полного про-вара при толщине металла до 8 мм без разделки кромок и до 11 мм при разделке кромок или обязательном зазоре. Получение гаран­тированного провара стенки в производственных условиях - весьма сложная задача. Для направления участка максимального провара по месту сопряжения деталей рекомендуется сдвигать ось электрода на стенку или выполнять сварку в положении не­симметричной лодочки (см. рис. 5-45, б). Для повышения произ­водительности следует увеличивать провар основного металла, количество вводимого в шов за единицу времени дополнительного металла и учитывать реальные механические свойства однослой­ных угловых швов, которые при сварке обычными сварочными проволоками значительно превосходят учитываемые при расчете.

Многослойные угловые швы. Многослойные угловые швы в большинстве случаев также выполняют без полного провара одного из элементов. Для многослойных угловых швов, свари­ваемых вручную и механизированными способами на токах до 250 А, расчетный параметр шва определяют из зависимости h = - 0,7&. Для швов, выполняемых механизированной сваркой на токах более 250 А, сечение шва может быть несколько уменьшено

за счет провара, обеспечиваемого по месту сопряжения соединяе­мых элементов при наложении первого слоя,

Зависимость между катетами равнопрочных многослойных угловых швов, выполненных на низкоуглеродистых и низколеги­рованных сталях вручную и механизированными способами, приведена на рис. 5-46, а, б. Размеры катетов первого слоя при­няты в соответствии с данными, приведенными на стр. 202. Много­слойный шов, сваренный вручную, на участке, обозначенном штриховой линией, может быть заменен однослойным швом, выполненным механизированными способами. При электрошла­ковом процессе угловые швы тавровых соединений любого сечения сваривают за один проход с полным (рис. 5-47) или неполным проваром стенки.

Техника сварки многослойных угловых швов при положении в лодочку не отличается от сварки стыковых швов. При выпол­нении швов в угол техника сварки значительно усложняется, так как требуется точное ведение электрода по оси соединения. Отклонение конца электрода в этом случае не должно превышать ±1 мм. Угол наклона электрода поперек шва обычно составляет 20-30° к вертикали. Резкое смещение электрода в сторону вер­тикального элемента вызывает образование подрезов и наплывов. При смещении электрода в другую сторону наблюдается натек металла на горизонтально расположенный элемент.

число слоев определяют по формуле

Площадь сечения части шва, образованного за счет

электродного металла, мм2; Fc - площадь сечения слоя, мм2; ky- коэффициент, учитывающий увеличение сечения шва за счет зазоров, обычно равный 1,2.

Максимальное значение Fc выбирают по технологическим соображенийм.

В некоторых случаях при сварке тавровых соединений, рабо­тающих в условиях знакопеременных нагрузок, проектом преду­смотрен полный провар стенки. Чтобы добиться полного провара стенки (кроме условий, оговоренных ранее), производят разделку кромок и заварку образовавшейся полости в несколько слоев (см. рис 5-39, б, в).

Односторонняя раздеяка кромок и наличие выступающей полки затрудняют проплавление вершины соединения и получе­ние благоприятной в отношении стойкости против кристаллиза­ционных трещин формы провара. Поэтому достижение надлежа­щего jt стабильного качества при сварке тавровых и угловых соеди­нений с полным проваром является сложной задачей, требующей весьма тщательного выполнения всех (особенно первого) слоев. При электрошлаковом процессе техника выполнения углового шва с полным проваром стенки сходна с техникой сварки стыкового шва.

Производительность по основному бремени при сварке угловых швов, так же как для стыковых швов, характеризуется временем, затрачиваемым на его выполнение, или скоростью сварки. При однослойной сварке скорость ее равна скорости передвижения источника теплоты. При многослойной сварке скорость опреде­ляется по формуле (5-1). Повышения производительности при сварке однослойных угловых швов можно достичь путем умень­шения внешней части шва за счет увеличения глубины проплав-ления по месту сопряжений полки и стенки (величина s на рис. 5-41), увеличения количества вводимого в шов за единицу времени дополнительного металла и учета реальной прочности металла шва, которые, как показывают статистические данные, зна­чительно превышают расчетные. Пути повышения производитель­ности при сварке угловых многослойных швов те же, что и при стыковых многослойных швах (см. рис. 5-10).

Прорезные швы. При сварке прорезных швов должно быть обеспечено плотное прижатие листов друг к другу. Если зазор превышает 1,0-1,5 мм, возможны прожог верхнего листа и вытекание сварочной ванны в зазор между соединяемыми эле­ментами. Выполнение прорезных швов возможно при автомати­ческой сварке под флюсом при толщине верхнего листа не более 12 мм. Сложность сборки под сварку (необходимость обеспечить малый зазор между листами) и трудности контроля качества и исправления дефектных участков приводят к тому, что прорезные швы находят весьма ограниченное применение Хорошие резуль­таты получают при выполнении прорезных швов электроннолу­чевым процессом.

Электрозаклепки. При сварке электрозаклепками нахлесточ-ного соединения зазор между сопрягаемыми листами не должен превышать 1 мм. Диаметр отверстия в верхнем листе должен не менее чем на 4-5 мм превышать диаметр сварочной проволоки. Возможна сварка электрозаклепками без образования отверстия в верхнем листе. Диаметр электрозаклепки обычно принимают равным двум-четырем толщинам свариваемого металла. Сварку электрозаклепок производят с подачей проволоки или без нее. Во втором случае дуга горит до естественного обрыва. При сварке тонколистовых конструкций применяют точечные угловые швы, состоящие из отдельных, расположенных друг от друга на опре­деленных расстояниях точек. Сварку таких швов выполняют полуавтоматом под флюсом или в углекислом газе. Держатель перемещают от точки к точке без обрыва дуги.

Сварочный шов — линия расплавленного металла на кромках двух стыкующихся конструкций, возникающая в результате воздействия на сталь электрической дуги. Тип и конфигурация швов подбирается для каждого случая индивидуально, ее выбор зависит от таких факторов как мощность используемого оборудования, толщина и химический состав свариваемых сплавов. Такой шов также возникает при сварке полипропиленовых труб паяльником.

В данной статье рассмотрены виды сварочных швов и технология их выполнения. Мы изучим вертикальные, горизонтальные и потолочные швы, а также узнаем, как выполняется их зачистка и проверках на предмет дефектов.

1 Классификация сварочных швов

Классификация швов на разновидности выполняется по многим факторам, основным из которых является тип соединения. По данному параметру швы делятся на:

• шов встык;
• шов внахлест;
• тавровый шов.

Рассмотрим каждый из представленных вариантов подробнее.

1.1 Стыковое соединение

Данный способ соединения применяется при сварке торцевых частей труб, квадратного профиля и листового металла. Соединяющиеся детали размещаются так, чтобы между их кромками оставался зазор в 1.5-2 мм (желательна фиксация деталей струбцинами). При работе с листовым металлом, толщина которого не превышает 4 мм, шов прокладывается только с одной стороны, в листах 4-12 мм он может быть как двойным, таки одинарным, при толщине от 12 мм — только двойным.

Если толщина стенок деталей составляет 4-12 мм, необходима механическая зачистка краев и заделка кромок одним из нижеуказанных способов. Соединение особо толстого металла (от 12 мм) рекомендовано выполнять с использованием Х-образной зачистки, другие варианты тут невыгодны из-за потребности в большом количестве металла для заполнения образовавшегося шва, что увеличивает расход электродов.

Однако в ряде случаев сварщиком может приниматься решение варить толстый металл одним швом, что требует его заполнения в несколько проходов. Швы такой конфигурации называются многослойными, технология сварки многослойных швов приведена на изображении.

1.2

Нахлесточное соединение применяется исключительно при сварке листового металла толщиной 4-8 мм, при этом пластина проваривается с обеих сторон, что исключает возможность попадания между листами влаги и их последующей коррозии.

Технология выполнения такого шва крайне требовательна к соблюдению правильного угла наклона электрода, который должен варьироваться в диапазоне 15-40 градусов. В случае отклонения от нормы заполняющий шов металл будет смещаться с линии стыка, что значительно снизит прочность соединения.

1.3 Тавровый шов

Тавровое соединение выполняется в форме литеры «Т», оно может выполнятся как с двух, так и с одной стороны. Количество швов и потребность в разделке торцевой части детали зависит от ее толщины:

• до 4 мм — односторонний шов без разделки торцов;
• 4-8 мм — двойной, без разделки;
• 4-12 мм — одинарный с односторонней разделкой;
• более 12 мм — двухсторонний, двойная разделка.

Одной из разновидностей таврового соединения является угловой шов, используемый для соединения двух перпендикулярных либо наклоненных друг к другу листов металла.

2 Разновидности швов по пространственному положению

Помимо классификации по типу соединения, швы делятся на разновидности в зависимости от положения в пространстве, согласно которому они бывают:

• вертикальные;
• горизонтальные;
• потолочные.

Проблемой выполнения вертикальных швов является сползание расплавленного металла вниз, что происходит из-за силы тяжести. Тут необходимо применять короткую дугу — держать торец электрода максимально близко к металлу. Сварка вертикальных швов требует реализации предварительных работ — зачистки и разделки, которые подбираются исходя из типа соединения и толщины металла. После подготовки детали фиксируются в требуемом положении и производится черновое соединение поперечными «прихватами», которые препятствуют смещению заготовок.

Сварка вертикального шва может выполняться как сверху-вниз, так и снизу-вверх, в плане удобства работы последний вариант предпочтителен. Электрод необходимо удерживать перпендикулярно по отношению к соединяемым деталям, допустимо опирать его на кромки сварного кратера. Движение электрода выбирается исходя из требуемой толщины шва, наиболее прочный стык достигается при поперечном смещении электрода из стороны в сторону и при петлеобразном колебании.

На вертикальных плоскостях швы горизонтального типа выводятся слева-направо либо справа-налево. Сварка горизонтальных швов осложняется стеканием ванны вниз, что требует поддерживания значительного угла наклона электрода — от 80 до 90 0 . Чтобы не допустить наплыва металла в таких положениях необходимо перемещать электрод без поперечных колебаний, способом узких валиков.

Скорость движения электрода подбирается так, чтобы центр дуги проходил по верхней границе шва, а нижний контур расплавленной ванны не доходил до верхнего торца предыдущего валика. Особое внимание тут необходимо уделить верхней кромке, наиболее подверженной образованию различных дефектов. До начала сварки последнего валика нужно обязательно очистить сформированный шов от шлака и нагара.

Наиболее трудными в исполнении являются потолочные швы. Поскольку в таком пространственном положении расплавленная ванна удерживается исключительно поверхностным натяжением металла, сам шов необходимо делать максимально узким. Стандартная ширина валика — не более двукратной ширины используемых электродов, при этом в работе нужно применять электроды диаметром до 4 мм.

При прокладывании шва электрод необходимо удерживать под углом от 90 до 130 0 к соединяемым плоскостям. Валик формируется колебательными движениями электрода от кромки до кромки, при этом в крайнем боком положении электрод задерживается, что позволяет избежать подрезов. Отметим, что сварщикам без опыта за потолочные швы браться не рекомендуется.

2.1 Технология сварки потолочных швов (видео)

2.2 Зачистка и контроль дефектов

После формирования шва на поверхности соединенных деталей остается шлак, капли расплавленной стали и окалины, при этом сам шов может иметь выпуклую форму и выступать над плоскостью металла. Устранить данные недочеты позволяет зачистка, которая осуществляется поэтапно.

Первоначально посредством молотка и зубила нужно удалить окалину и шлак, далее с помощью болгарки, укомплектованной абразивным диском, либо шлифовальной машинки, выравниваются соединенные плоскости. Зернистость абразивного круга выбирается исходя из требуемой гладкости поверхность.

Дефекты сварного шва, часто встречающиеся у неопытных специалистов, как правило являются следствием неравномерного движения электрода либо неправильно выбранной силы и величины тока. Некоторые дефекты являются критичными, некоторые можно исправить — в любом случае контроль шва на предмет их наличия является обязательным.

Рассмотрим, какие дефекты бывают и как выполняется их проверка:

Также могут образовываться дефекты в виде трещин, которые появляются на стадии остывания металла. Трещины бывают двух конфигураций — направленные поперек либо вдоль шва. В зависимости от времени образования трещины классифицируются на горячие и холодные, последние появляются после отвердевания стыка из-за чрезмерных нагрузок, которые конкретный тип шва не может выдержать.

Холодные трещины являются критическим дефектом, который может привести к полному разрушению соединения. В случае их образования необходимо выполнить повторную сварку поврежденных мест, если их слишком много — шов нужно срезать и сделать заново.