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.
При сварке швов без скоса кромок валик накладывается с небольшим уширением с одной или с обеих сторон стыка. Во избежание непровара необходимо обеспечить расплавление металла обеих кромок по всей толщине.
Провар металла толщиной до 6 мм по всему сечению шва при сварке встык без скоса кромок зависит от правильного выбора тока и диаметра электрода. При соответствующих диаметрах электрода и величине тока обеспечивается полный провар и высокая производительность сварки без скоса кромок металла толщиной от 4 до 8 мм. Подбирать величину тока рекомендуется опытным путем (сваривая пробные планки).
Соединения встык с V-образной подготовкой кромок в зависимости от толщины металла сваривают однослойными или многослойными швами. При сварке в один слой дугу возбуждают в точке а (рис. 67, а) на грани скоса, затем электрод перемещают вниз, проваривают корень шва и выводят дугу на вторую кромку. На скосах кромок движение электрода замедляют для обеспечения достаточного провара, а в корне шва, во избежание сквозного прожога, ускоряют.
С обратной стороны соединения рекомендуется накладывать подварочный шов, предварительно очистив корень шва от наплывов металла и шлака. Иногда с обратной стороны шва ставят подкладку из стали толщиной 2—3 мм. В этом случае можно повысить сварочный ток на 20—30% по сравнению с нормальной величиной, не опасаясь сквозного проплавления. Стальная подкладка при наложении валика шва приваривается и ее оставляют, если конструкция и назначение изделия это позволяют.
В ответственных конструкциях корень шва проваривают с обратной стороны; металл корня шва перед заваркой предварительно вырубают зубилом или зачищают резаком для поверхностной резки с целью удаления возможных дефектов (непровара, трещин).
При сварке многослойных стыковых швов сначала тщательно проваривают корень шва электродом диаметром 4—5 мм, затем наплавляют последующие слои уширенными валиками электродами большего диаметра (рис. 67, б. в). Перед наложением последующих слоев поверхность предыдущих очищают от шлака и окалины. Необходимо расплавлять и проваривать кромки, хорошо заваривать кратеры, не допускать в шве шлаковых прослоек.
Если подварка корпя шва с обратной стороны невозможна, то для обеспечения полного провара НИИ мостов рекомендует первый шов (корень шва) сваривать в вертикальном положении, при угле раскрытия кромок 60°, притуплении 1,5 мм, зазоре 3—4 мм, электродом диаметром 4 мм с покрытием АНО-4, током 160 а. При этом следует избегать резких изменений величины зазора между кромками. Плавные изменения величины зазора в пределах 2— 4 мм значения не имеют. Сварку ведут в направлении снизу вверх. Применяют и другие рутиловые покрытия, дающие относительно жидкотекучие шлаки, например, покрытие ОЗС-З. Второй и последующие швы сваривают в нижнем положении ручной, полуавтоматической или автоматической сваркой. Можно продолжать сварку и в вертикальном положении, если это технологически рационально. Для обеспечения последующего провара в месте прекращения сварки (при смене электрода и по другим причинам) перед ожидаемым перерывом процесса сварки шов «разваривают», т. е. делают электродом местное расплавление кромок, образуя лунку в корне разделки шва. Возобновление сварки начинают со дна лунки. Вследствие малого объема ванны в этот момент металл быстро кристаллизуется и не вытекает из ванны; обеспечивается полный провар кромок и хорошее формирование валика с обратной стороны корня шва.
Швы с Х-образной подготовкой кромок сваривают так же, как и швы с V-образной подготовкой кромок. Необходимо во всех случаях принимать меры, способствующие уменьшению и выравниванию сварочных деформаций и напряжений.
Чтобы при наплавке вышележащих слоев достаточно прогревался и отжигался нижележащий слой, толщина каждого слоя не должна превышать 4—5 мм.
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:
- В нижней точке возбуждается дуга;
- Подготовка горизонтальной поверхности, равной сечению шва – движение электрода: полумесяцем, “елочкой” или зигзагом;
- 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.
При сварочных работах с отрывом дуги движения выполняются из одной стороны в другую небольшими поперечными стежками или петельками.
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.
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.
Сварка многослойных швов
Угловые швы (13.6) формируются за счет вводимого в ванну металла электрода, заполняющего угол между свариваемыми деталями (внешняя часть шва), и расплавленного основного металла (внутренняя часть шва). Определяющими параметрами углового шва являются: катет внешней части К, глубина проплавления s, расчетная величина h, ширина е, толщина И, коэффициент формы шва е/И. При ручной дуговой сварке сечение шва образуется в основном за счет его внешней части, поэтому расчетная величина h-OJK. Если в чертежах указано требование полного провара таврового шва, это может быть достигнуто при толщине примыкающей части не более 8 мм или путем разделки примыкающей части и выполнения шва в несколько проходов. Угловые швы удобнее сваривать «в лодочку».
Сварка многослойных швов имеет свои особенности. После сварки каждого слоя необходимо тщательно очищать его от шлака, а затем сваривать следующий слой. Первый корневой слой заваривают электродами диаметром 3-4 мм, а последующие слои - электродами большего диаметра (5-6 мм). Последний слой служит выпуклостью и одновременно термообрабатывает предыдущие слои, что улучшает качество металла шва. Многослойный шов можно сваривать широкими слоями на все сечение разделки (13.7, а) или отдельными валиками, заполняющими каждый слой шва {рис, 13.7,6). Последний способ применяют чаще, так как он обеспечивает надежное проплавление всего сечения шва.
Важным элементом многослойного шва является подварочный шов, который выполняют после тщательной зачистки или даже удаления части корневого шва, где наиболее вероятно скопление дефектов. Это делают с помощью рубильного молотка крейцмейселем путем вышлифовки абразивным кругом или выплавкой воздушнодуговым резаком. Качественное выполнение подварочного шва во многом обеспечивает прочность всего сварочного соединения. Иногда подварочный шов выполняют до сварки основного сечения шва.
Необходимо особо тщательно сваривать швы, к которым предъявляется требование непроницаемости (плотности). Даже при толщине металла 3-4 мм их рекомендуется сваривать в 2 слоя с разделкой кромок или без разделки. Это гарантирует непроницаемость швов в конструкциях резервуаров, газопроводов и т. п.
По протяженности сварные швы условно считают короткими при длине до 250 мм, и сваривают их на проход (13.8, а), средними - длиной 250 1000 мм, которые сваривают от середины к краям (рас. 13.8,6), и длинными длиной более 1000 мм, их сваривают обратноступенчатым способом (13.8, в) от середины к краям или разбивая на участки (13.8, г). Обратноступенчатая сварка значительно уменьшает коробление деталей от сварки.
Металл толщиной 20 мм и более сваривают «горкой», «каскадом, «блоками», а при двухсторонней сварке шов разбивают на секции, которые сваривают блоками одновременно два сварщика с двух сторон с небольшим опережением одного сварщика (13.9) над другим. Такой способ обеспечивает естественный подогрев кромок и предохраняет от образования трещин в шве и зоне влияния.
