Многослойный сварочный шов. Многослойные швы. Как варятся стыковые швы

Сварные металлические соединения относятся к основным методам скрепления конструкций, использующихся в быту и производстве. Это весьма надежный метод получения единой конструкции, который еще и относительно дешевый.

Скрепления данного типа образуются путем расплавления металла в области соединения и последующей его кристаллизацией при остывании. Их качество зависит от правильного выбора режима работы электросварочного аппарата, электрода, шовного провара. Это регламентируется действующими нормами, а также стандартами. В них указаны все виды сварных швов, а также типы стыков и их характеристики.

Многочисленные металлы имеют собственные особенности сварки, отличающиеся условия выполнения работ, требования к выполнению скреплений. Для них применяются соответствующие разновидности электросварных соединений. При сварке металлических элементов используются основные виды электросварочных скреплений, о которых далее.

Классификация

Сварочные соединения подразделяются на несколько разновидностей, зависящих от их признаков. Классификация сварных швов охватывает весь спектр их использования. По внешнему параметру они бывают:

• выпуклого типа (с усилением);
• вогнутые (прослабленная конструкция);
• плоского типа (нормальные).

По типу исполнения они встречаются односторонними, а также двухсторонними, по количеству проходов электродом: однопроходные, двухпроходные. Кроме того, существуют однослойные способы провара и двухслойные.

По протяженности шовные скрепления бывают:

• односторонние с прерывистым шагом;
• сплошные односторонние;
• точечные (при контактной электросварке);
• цепные двусторонние;
• двусторонние шахматного порядка.

Разделение по пространственному расположению:

• горизонтальные, нижние;
• вертикальные, потолочные;
• в лодочку;
• полугоризонтального исполнения;
• полупотолочного типа;
• полувертикальные.

По вектору силового воздействия:

• продольный (фланговый) – усилие имеет параллельный к провару вектор;
• поперечный – усилие воздействует перпендикулярно;
• комбинированный – разновидность лобового, а также флангового;
• косой – воздействие происходит под углом.

По назначению и функциям электросварочные провары бывают прочными, а также прочно-плотными, герметичного исполнения. По ширине их различают на ниточный тип, не превышающий диаметр электросварочного электродного стержня и уширенные, выполняющиеся с помощью колебательных движений при сварке в поперечном направлении.

Для упрощения понимания классификации и применения тех или же иных разновидностей, составлена специальная таблица.

Все типы швов имеют строгое обозначение по ГОСТ. На чертежах используются специальные значки, которые содержат полную информацию о типе скрепления и его способе выполнения. Для тех, кто думает всерьез заниматься сварочными работами на профессиональном уровне следует дополнительно изучить чертежные обозначения сварных скреплений.

Разновидности сварных швов

В зависимости от используемого материала, толщины, а также конструктивных особенностей используются различные типы сварных швов. Для этого необходимо пройти необходимую теоретическую подготовку. Это позволит лучше понимать специфику сваривания деталей и избежать брака в работе. Начинающие сварщики зачастую недостаточно проваривают участки соединений, что влияет на слабое механическое сопротивление стыков. Выбирая правильные режимы работы и виды сварки, можно получить сварочные швы достаточной прочности, а также качества. Подготовка сварщика заключается не только в практических занятиях, но и в теоретической подготовке с изучением требований, норм и правил, а также включая типы сварочных соединений и используемое оборудование. Знание принципов использования тех или же иных электросварочных скреплений, техники их получения, стыки будут получаться весьма крепкими и долговечными.

Стыковые

Данный вариант соединений является наиболее используемым среди прочих разновидностей видов швов сварки. Это стыковое сваривание используется на торцевых участках, трубах или же на листовых конструкциях. Для его получения затрачивается минимальное количество времени, материала и усилий. Эти стыковые скрепления имеют некоторые особенности швов. На тонколистовом металле сваривание проводится без скоса кромок.

Изделия с большой толщиной участков соединений требуют предварительной подготовки стыков, заключающееся в их скашивании для увеличения глубины сварочного проваривания. Это необходимо при толщине металлических изделий свыше 8 мм и до 12 мм. Более толстые участки необходимо соединять двусторонней сваркой с предварительным скосом кромок. Стыковое сваривание выполняется чаще всего на изделиях в горизонтальной плоскости.

Тавровые

Эти разновидности электросварочных соединений выполняются как обычная буква «Т». Они соединяют предметы одинаковой или же различной толщины, от чего зависит ширина сварочного шва. Кроме того, данные типы используются одно- или двусторонними, на что влияют особенности скрепления. При работе с металлическими элементами различной толщины электрод удерживается в наклоненном положении под углом порядка 60 градусов. Процесс сварки можно значительно упростить, воспользовавшись прихватками, а также свариванием «в лодочку». Данный способ существенно снижает возникновение подрезов. Тавровый шов накладывается за один сварочный проход. Помимо ручной дуговой сварки, для данного типа широко используются автоматические электросварочные аппараты.

Нахлесточные

Данный способ используется для сварки листового металла при толщине до 12 мм. Соединяемые участки накладываются внахлест и провариваются вдоль стыков с обеих сторон. Нельзя допускать попадания влаги во внутреннюю часть свариваемой конструкции. Для усиления скрепления выполняется полная проварка по периметру.

При данном сваривании формирование соединительного стыка происходит между торцом одного изделия и поверхностью другого. При этом виде сварочных швов и соединений увеличивается расход материалов, что необходимо учитывать заранее. Перед началом работ следует выровнять листовые конструкции и позаботиться об их хорошем прижатии между собой.

Угловые

К данным соединениям относятся скрепления элементов, выполненные под некоторым углом друг к другу. Для них характерно использование предварительных скосов для обеспечения наилучшего провара шва. Это позволит увеличить глубину сварочного соединения, что повысит надежность конструкции. Для усиления прочности используется двустороннее сваривание металлических изделий, при этом не допускаются зазоры в соединяемых кромках. Эти типы электросварных швов характеризуются повышенным использованием объема наплавленного металла.

Потолочные

Сваривание потолочным швом, шов которого располагается над сварщиком, относится к наиболее трудным видам выполнения электросварных работ. Он наносится прерывистой сваркой при небольшом значении силы электротока. Вертикальные и потолочные соединения весьма трудные, поэтому не все сварщики могут их выполнять с достаточным качеством. Они используются в местах, где нет возможности изменить положение свариваемых конструкций. Это трубы, разнообразные металлические сооружения, а также потолочные балки и швеллеры на строительных площадках. Специфику выполнения потолочных швов, видео с которыми объяснит нюансы, можно освоить на постоянной практике.

Геометрия сварного шва

Изучив многочисленные виды и методы получения соединений путем сварки, необходимо ознакомиться с геометрией соединений, в чем помогут фото сварочных швов.

К основным параметрам шовного стыка относится его ширина – е, толщина сварки – c, выпуклость – q, зазор – b, глубина проваривания – h, а также толщина свариваемого материала – S.

Для угловых соединений используются следующие обозначения: выпуклость – q, толщина – a, катет – k и расчетная высота – p.

Различные способы нанесения сварочных швов, многочисленные их виды, а также параметры подготовленных кромок влияют на объем использования наплавленного и основного металлов. Его количество может заметно отличаться при изменении любых расчетных значений.

Виды сварочных соединений характеризуются коэффициентом формы, который высчитывается отношением ширины к толщине шовного соединения. Для стыковых скреплений данный параметр находится в пределах 1,2-2 (граничные значения – 0,8-4). Коэффициент выпуклости рассчитывается отношением ширины к выпуклости, величина которого должна быть от 0,8 до 4.

Сваривание металлических материалов под углом относительно друг друга требует точного соблюдения геометрии шва. От качества сварки, соблюдения требуемых параметров напрямую зависит надежность соединения, а также его долговечность пользования.

Виды контроля

От качественного выполнения электросварного скрепления зависти дальнейшая эксплуатация конструкции. Разнообразные дефекты значительно снижают прочность и уменьшают период использования изделия. Для недопущения брака, а также предотвращения аварийных ситуаций применяются различные виды контроля сварных швов. К ним относится внешний осмотр, который может на визуальном уровне определить нарушения, их виды, а также использование специального оборудования для определения скрытых дефектов сварных швов.

Способы контроля подразделяются на не разрушаемые и разрушаемые. При использовании первого метода прочность сварного соединения определяется без изменения его внешнего вида, параметров. Разрушаемые способы применяются при массовом выпуске конструкций, использующих однотипные электросварочные работы. Это предоставляет возможность с высокой точностью выявлять внутренние нарушения сварочных скреплений.

Скачать ГОСТ

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.

Конечная цель любого сварщика – получение качественного сварочного шва. От этого зависит прочность и долговечность соединения деталей. Для успешной работы важно правильно выполнить подключение; выбрать силу тока, угол наклона электрода; хорошо владеть техникой выполнения шва. Результатом правильной работы будет надежное сваривание металлических деталей.

Сварочные швы классифицируют по нескольким признакам. Виды и типы сварочных соединений нужно рассматривать последовательно, вникая в тонкости процесса. НА шов влияет расположение, направление и траектория движения электрода.

После закрепления выбранного электрода в фиксаторе, установки тока, подключения полярности начинается процесс сваривания.

У каждого мастера есть свой предпочтительный угол наклона электрода. Многие считает оптимальным значение 70 ° от горизонтальной поверхности.

От вертикальной оси при этом образуется угол, равный 20 °. Некоторые работают под максимальным углом 60 °. В целом, в большинстве учебных рекомендаций присутствует диапазон значений от 30 ° до 60 ° от вертикальной оси.

В определенных ситуациях, при сварке в труднодоступных местах, нужно ориентировать электрод строго перпендикулярно относительно поверхности свариваемого материала.

Перемещать электрод можно тоже по-разному, в противоположных направлениях: от себя или к себе .

Если материал требует глубокого прогрева, то электродом ведут к себе. В след за ним в направлении сварщика тянется рабочая зона. Образующийся шлак накрывает место сплава.

Если работа не предполагает сильного прогревания, то электрод перемещают от себя. За ним «ползет» сварочная зона. Глубина разогрева при таком исполнении шва минимальна. С направлением вопрос ясен.

Траектория движения

Особое влияние на шов оказывает траекторию движения электрода. Она в любом случае имеет колебательный характер. Иначе две поверхности сшить не удастся.

Колебания могут быть похожи на зигзаги с разным шагом между острыми углами траектории. Они могут быть плавными, напоминающими движение по смещенной восьмерке. Траектория может быть подобна елочке или прописной букве Z с вензелями вверху и внизу.

Идеальный шов имеет постоянную высоту, ширину, равномерный внешний вид без дефектов в виде кратеров, подрезов, пор, непроваров. Название возможных изъянов говорит само за себя. Хорошо отработав умения, можно успешно накладывать любой шов, сваривать разнообразные металлические детали.

Нормативы и понятие катета

Сварной шов начинает формироваться в рабочей зоне при расплавленном состоянии металлов, и окончательно образуется после застывания.

Существующая классификация группирует швы по различным признакам: типу соединения деталей, образующейся форме шва, его протяженности, количеству слоев, ориентации в пространстве.

Типы возможных сварных соединений отображены в стандарте для ручной и дуговой сварки ГОСТ 5264. Соединения, выполняемые дуговой сваркой в атмосфере защитного газа нормированы документом ГОСТ 14771.

В ГОСТах имеется обозначение каждого сварного соединения, а также таблица, содержащая основные характеристики, в частности значения катета сварочного шва.

Что такое катет, понять достаточно просто, взглянув на рисунок соединяемых деталей. Это сторона умозрительного равнобедренного треугольника максимальных размеров, который поместится в поперечном сечении шва. Правильно рассчитанное значение катета гарантирует прочность соединения.

У деталей неравномерной толщины за основу берут площадь сечения детали в самой тонкой ее части. Не следует пытаться неоправданно увеличивать катет. Это может привести к деформации сваренной конструкции. К тому же увеличится расход материалов.

Проверка размеров катета проводится с помощью универсальных справочных шаблонов, представленных в специальной литературе.

Виды соединений

В зависимости от взаимного расположения деталей сварочные соединения происходят:

• встык;
• внахлест;
• угловым способом;
• тавровым способом.

При сварке встык приваривают торцы двух деталей, расположенных в одной плоскости. Стык может выполняться с отбортовкой, без скоса и со скосом. Форма скоса может напоминать буквы Х, К, V.

В некоторых случаях сварку делают внахлест, тогда одна деталь частично водружена на другую, расположенную параллельно. Совмещенная часть является нахлестом. Сваривание при этом делают без скоса с двух сторон.

Часто появляется необходимость сделать сварной угол. Такое соединение относят к угловому типу. Оно всегда выполняется с двух сторон, может не иметь скосов или иметь скос на одной кромке.

Если сварные части образовали в результате букву Т, значит было сделано тавровое соединение. Иногда детали, сваренные тавровым швом, образуют острый угол.

В любом случае одна деталь приваривается при этом к боковой части другой. Сваривание проводят с двух сторон без скоса или со скосами с каждой стороны.

Форма и протяженность

Форма шва может быть выпуклой, ровной (плоской). Иногда появляется необходимость сделать вогнутую форму. Выпуклые соединения предназначены для усиленной нагрузки.

Вогнутые места сплавов хорошо выдерживают динамические нагрузки. Универсальностью характеризуются плоские швы, которые делают чаще всего.

По протяженности швы бывают сплошными, не имеющими интервалов между сплавленными соединениями. Иногда достаточно швов прерывистого типа.

Интересной промышленной разновидностью прерывистого шва является соединение, которое образует контактная шовная сварка. Делают ее на специальном оборудовании, оснащенном дисковыми вращающимися электродами.

Часто их называют роликами, а такой вид сварки – роликовой. На таком оборудовании можно выполнять также сплошные соединения. Полученный шов очень прочен, абсолютно герметичен. Способ используют в промышленных масштабах для изготовления труб, емкостей, герметичных модулей.

Слои и расположение в пространстве

Шов металла может состоять из валика, сделанного за один проход. В этом случае он называется однослойным. При большой толщине свариваемых деталей выполняют несколько проходов, в результате которых последовательно образуются валики один на другом. Такое сварочное соединение называется многослойным.

Учитывая многообразие производственных ситуаций, при которых происходит сварка, понятно, что сориентированы швы в каждом конкретном случае по-разному. Бывают швы нижние, верхние (потолочные), вертикальные и горизонтальные.

Вертикальные швы проваривают обычно снизу верх. Применяется траектория перемещения электрода по полумесяцу, елочке или зигзагом. Начинающим сварщикам удобнее перемещать полумесяцем.

При горизонтальной сварке делают несколько проходов от нижней кромки соединяемых деталей до верхней кромки.

В нижнем положении проводят сварку встык или любым угловым способом. Хороший результат дает сварка под углом 45 °, «в лодочку», которая может быть симметричной и несимметричной. При сваривании в труднодоступных местах лучше применять несимметричную «лодочку».

Сложнее всего проводить сварку в потолочном положении. Для этого нужен опыт. Проблема заключается в том, что расплав пытается стечь из рабочей зоны. Чтобы этого не случилось, сварку проводят короткой дугой, силу тока уменьшают на 15-20 % по сравнению с обычными значениями.

Если толщина металла в месте сварки превышает 8 мм, то нужно выполнить несколько проходов. Диаметр первого прохода должен равняться 4 мм, последующих — по 5 мм.

В зависимости от ориентации шва выбирают соответствующее положение электрода . Для выполнения горизонтальных, вертикальных, потолочных соединений, сварки неповоротных стыков труб электрод направляют углом вперед.

При сварке угловых и стыковых соединений электрод направляют углом назад. Труднодоступные места проваривают электродом под прямым углом.

Обработка сварного соединения

При проведении сварки образуются шлаки. Если шлаковые включения попадают в шов, его качество ухудшается. Все шлаковые наслоения обязательно следует зачистить.

Если сварка выполняется несколькими проходками, то зачистка швов выполняется после каждого этапа сварки. При этом используют любые способы. Сначала сваренные детали оббивают молотком и чистят жесткой щеткой.

Затем проводят грубую зачистку. Мелкие детали чистят специальными ножами или шлифовальными кругами. Крупные болванки чистят на станках. На завершающей стадии место сварного соединения полируют.

Часто для этого применяют фибровый круг шлифовальной машины. Существуют другие способы полировки сварных соединений.

Сварочное дело постоянно развивается. Появляются новые материалы, совершенствуется технология. Необходимо следить за новостями в сварочном деле, чтобы узнавать много нового и интересного.

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».

В процессе сварочных работ образуются наиболее надежные соединения. Сварочные швы могут соединять различные материалы. Помимо металла можно варить стекло, пластмассу, керамику. Сварочные работы могут проводиться в разных плоскостях. Поэтому положение шва при сварке зависит от пространственного расположения краев деталей, которые необходимо сварить.

По способу выполнения швы бывают:

• односторонние;
• двухсторонние;
• однослойные;
• многослойные.

Подробнее про классификацию сварных соединений читайте в .По расположению в пространстве и протяженности существуют следующие виды сварки:

• В нижнем положении. Когда сварочный шов располагается под углом 0°к поверхности земли;
• В горизонтальном. Сваривание ведется горизонтально, а деталь размещена под углом от0 до 60 °;
• В вертикальном положении. Сваривание ведется вертикально, а конструкция располагается в плоскости от 60до 120 °;
• В потолочном. Шов находится над сварщиком, а работы ведутся под углом 120-180 °;
• В “лодочку”. Сварка выполняется «в угол», а деталь расположена под наклоном.

Сварочные работы в нижнем положении даже для начинающих не представляют трудностей. Как они проводятся рассказывалось . Для всех остальных необходимы технологические знания.

Сварка вертикальных швов

Как варить вертикальный шов? Когда выполняется сварка вертикальных швов металл подготавливается так, что учитывается тип соединения и толщина элементов. После чего они фиксируются в нужном положении, и прихватываются небольшими поперечными стежками, которые не дают деталям смещаться.

Сварка двух вертикальных пластин

Вертикальный шов сваривается двумя способами: снизу вверх и в обратном направлении. Получить высокое качество вертикального шва легче, когда работаешь снизу вверх, так как сварочная ванна поднимается дугой и не дает ей опускаться.

Сварка вертикального шва снизу вверх без отрыва дуги предполагает движение электрода в одном направлении без смещения по горизонтали. Он наклоняется к плоскости под углом 80-90°. Сварочная дуга оказывает прямое воздействие на деталь, что облегчает управление процессом.

Алготирм сварки:

1. В нижней точке возбуждается дуга;
2. Подготовка горизонтальной поверхности, равной сечению шва – движение электрода: полумесяцем, “елочкой” или зигзагом;
3. Удержание сварочной ванны осуществляется давлением дуги, которая контролируется наклоном электрода.

Движения электродом должны осуществляться довольно быстро, необходим полный контроль над процессом. Если сварочная ванна начинает вытекать с одного края, переходите к другому с одновременным движением вверх.

Важно! Не перегревайте металл и не останавливайтесь. Ванна может выпасть, последствием чего может быть прожог.

Свои особенности имеет сварка углового вертикального шва. Сначала наплавляют полочку, затем неспешными манипуляциями электрода наплявляют маталл. Формируется готовый шов при проходе “лесенкой”. Т.е. подняли электрод вправо вверх, капля расплавленного металла застывает между кромками, далее ведем кончик электрода по краю шва влево и вверх, тем самым формирую “чушуйки” надежного соединения.

Сварка с отрывом дуги

На форму стыка большое влияние оказывает сила тока. Ток, чаще всего, на 5-10А меньше рекомендованных значений для определенного типа электродов и толщины материала. Хотя это верно не всегда. Поэтому лучше всего её определять экспериментально и брать средние значения.

Сварка горизонтальных швов

Горизонтальные швы на вертикальной поверхности свариваются справа налево и наоборот. Ванна в этом случае будет также стремиться вниз, стекать в нижнюю кромку. Электрод наклоняется под большим углом, который зависит от параметров тока. Ванна обязательно должна оставаться на месте.

При сварке толстого металла идет скок(разделка) только верхней кромки, нижняя при этом, удерживает расплавленный металл в сварочной ванне.

• предпочтительно варить слева направо, так лучше видна сварочная ванна;
• положение электрода немного назад, на шов;
• возбуждение дуги происходит на нижней кромке, далее переводят на верхнюю;
• траектория движения электродом осуществляется по спирали.

Движение электрода по спирали

При стекании металла вниз необходимо увеличить скорость движения и уменьшить нагрев металла. Можно выполнять отрывы дуги. В эти промежутки времени металл чуть остывает и прекращается его стекание. Такой же эффект дает снижение силы тока. Только пользуйтесь этими приемами поэтапно.

Совет! Если варить горизонтали для вас в новинку, не наплавляйте много металла, постарайтесь выполнить качественно тонкий шов. Затем, по необходимости, сделайте проход над первым.

Горизонтальные угловые швы в нахлесточных соединениях свариваются достаточно просто, техника выполнения повторяет сварку в нижнем положении.

Сварка потолочных швов

Как варить потолочный шов электросваркой? Такие ситуации могут привести в замешательство неопытных новичков.

Сварщик в этом случае находится в неудобном положении, а капли раскаленного металла с потолка будут срываться вниз. Электрод при таком виде работ расположен перпендикулярно к поверхности. Он должен совершать круговые движения с небольшой скоростью, чтобы расширить соединение. Электрическая дуга обязательно короткая. При длинной дуге будут образовываться подрезы.

Способы выполнения потолочных швов

Сварка потолочных швов осуществляется по такому же принципу – металл должен затвердеть максимально быстро. Для такого вида работ используются электроды с особым тугоплавким покрытием.

Вместе с круговыми движениями электродами совершаются и вертикальные. При отдалении от ванны дуга гасится. Энергия перестает поступать. Происходит остывание металла и его кристализация, сварочная ванна уменьшается. Таким образом плавление осуществляется коротким замыканием.

К потолочной сварке прибегают в случаях крайней необходимости, когда нет возможности расположить более удобно свариваемые детали. Нагрев металла осуществляется снизу, при этом пузырьки поднимаясь из сварочной ванны оказываются в корне шва, и ослабляют его.

Угловые швы

Сварка угловых швов имеет свои особенности. Сварочный процесс, состоящий из накладываемого соединения одного на другое, осуществляется без предварительной подготовки кромок. Стыки выполняются с обеих сторон угла.

Когда детали соединяются встык и образуют угол, торец обрезается у одного элемента.

Т-образный тип соединения

Чтобы получить идеальный шов, одна плоскость должна стоять горизонтально, вторая – вертикально. Сваривать угловое соединение обязательно под углом 90°. Когда толщина изделия, которое расположено вертикально, не более 12 мм, тогда в дополнительной обработке нет необходимости. Если же его толщина от12 – 25 мм, необходимо подготовку делать в V-образной форме.

От 25-40 мм производят одностороннюю обрезку скосов U-образной формы.

Свыше 40мм – двухсторонняя обрезка V-образной формы.

Нижний край вертикально расположенного изделия обрезается ровно, а ширина стыка не более 2 мм.

Чтобы угловой стык был хорошо выполнен, необходимо уметь правильно зажигать дугу. Она зажигается перед началом сварочного процесса. Повторно выполняется при обрыве.

При использовании электродов с толстым покрытием, образуется большие участки топленого металла. По причине стекания металла вниз сделать правильную шовную поверхность угла не представляется возможным.

Свариваемые поверхности нужно располагать таким образом, чтобы наклон был 45°и сварку выполнять лодочкой.

Нахлесточные соединения

Свариваемые листы, наложенные один на другой на расстояние 3-5 толщины этих листов, провариваются по периметру, также и по краю угла, образованного при накрытии. Обработка кромок при этом не требуется. Но увеличиваются затраты материала, и соединение утяжеляется. Несмотря на это, такой вариант используется довольно часто.

Особенности кольцевой сварки

Сварка кольцевых швов требуется при соединении труб, различных деталей запорной арматуры. Представляет собой комбинированные виды.

Дуговой электросваркой выполняется вертикальный шов, расположенный сбоку трубы. Горизонтальный шов накладывают по окружности. Также выполняется сварка потолочного шва и нижнего, которые расположены соответственно.

Трубы, изготовленные из стали, чаще всего обвариваются встык. Во избежание наплывов внутри труб, электрод наклоняют не больше 45°к горизонту, стык высотой 3 мм, а шириной – 8.

Перед выполнением кольцевой сварки нужно провести подготовку поверхности:

• Деталь тщательным образом очищается;
• Деформированные торцы обрезаются и выпрямляются;
• На расстоянии 10 мм от края кромки зачищаются до блеска.

Во время сварки ведется непрерывная обработка стыков, а соединения поворотов провариваются в несколько слоев. Каждое соединение зачищается от шлака перед наложением следующего. При нанесении первого – полностью расплавляются все кромки. На случай если обнаруживается наличие трещин, они высекаются и фрагмент вновь проваривается.

Остальные слои накладываются при медленном вращении трубы. Конец предыдущего и начало последующего слоя сдвигают на 15-30 мм.

Заключительный слой обязательно красивый, с ровной поверхностью.

Стыковые швы

Сварка стыковых швов выполняется разными способами:

• В пространстве;
• На съемной подкладке из меди;
• С накладыванием предварительного шва.

При сварке швов в пространстве очень сложно проварить его корень по всей длине. Поэтому лучше использовать съемную пластину из меди, которая в силу своей высокой теплопроводности и технических характеристик препятствует оплавлению подкладки в момент соприкосновения с расплавленным металлом. По окончании работ она легко удаляется.

Недостатком таких соединения является высокая вероятность получения непровара. Во избежание этого дефекта, перед тем как подваривать обратную сторону, в металле вырубают канавку глубиной 2-3 мм. После этого её перекрывают подварочным валиком, затем стык усиливают снаружи.

Сварные многослойные швы

Каждый слой перед наложением нового зачищается от шлаков и остывает. Поэтому сварка многослойных швов отличается от других видов. Для первого слоя используют электроды с диаметром 3-4 мм, а для других – 5-6 мм. Заключительный слой является выпуклостью, а также проводит термообработку предыдущих пластов.

Подварочный шов – важная составляющая многослойного соединения. Он выполняется после зачистки и возможно частичного удаления первого стежка, в том месте где велика вероятность скопления дефектов. От того, насколько качественно будет выполнен подварочный шов, зависит надежность всего соединения.

Заключение

Резюмируем, чтобы научиться правильно варить сваркой надо начать с самого простого:

• отработать нужный наклон электродов, производя при этом собирательные движения к соединению деталей.
• научиться сбивать шлак со стыков, которые с каждым разом будут все лучше получаться.

Как правильно варить вертикальный шов электросваркой? Очень важно учесть все рекомендации. Вертикальный шов выполняется немного сложнее горизонтального. Сначала прихватывается в нескольких местах, а затем заполняется постепенно снизу вверх. Таким образом весь зазор заполняется жидким металлом.

Отрабатывайте умения, покупайте аппарат для сварки, электроды, начинайте учиться выполнять красивые швы.