Сварка вертикальных швов

Зачистка сварных швов

После сварки на поверхности металла остаются брызги окалины, капли металла и шлака. Сам шов обычно выпуклый, выступает над поверхностью. Все эти недостатки можно устранить: зачистить.

Зачистку швов после сварки делают поэтапно. На первом этапе при помощи зубила и молотка сбивают окалину и шлак с поверхности. На втором, при необходимости, сравнивают шов. Тут понадобиться инструмент: болгарка, оснащенная шлифовальным диском по металлу. В зависимости от того, насколько гладкой должна быть поверхность используют разную зернистость абразива.

Иногда, при сварке пластичных металлов, требуется лужение — покрытие сварного шва тонким слоем расплавленного олова.

https://youtube.com/watch?v=n3DtsW-YPQg

Основная работа

На этом этапе мастер выбирает материал. Так, для небольших и изящных фигурок или скульптур может использоваться титан в чистом виде или с небольшими добавками циркония, придающего изделиям особенный блеск.

Если художественная сварка используется, чтобы создать ограждение, калитку, мебель или иные крупные предметы, в качестве основного материала обычно используется сталь. Конструкция из нержавейки не подвержена негативному влиянию влаги, устойчива к случайным и направленным ударам.

После определения материалов, формы и габаритов мастер, используя сварочный аппарат, изготавливает нужный предмет.

Поверхность может быть отполированной, иметь гравировку, в некоторых случаях отдельные фрагменты украшают цветами побежалости. Это эффект, при котором стальная поверхность становится радужных оттенков с переливами, и его достигают посредством воздействия высоких температур. После того как изделие будет готово, оно должно остыть.

Виды соединений

Соединения бывают нескольких типов. Сварные швы бывают стыковые и угловые. К стыковым швам относится соединения двух деталей, которые плотно соприкасаются своими торцами. Находят широкое применение. Используются при различных технологиях. Преимуществами являются высокая производительность процесса сварки, небольшой расход материала. При соблюдении технологии получается шов высокой прочности. Необходима предварительная подготовка кромок.

Стыковой вид применяется для соединений листов, труб и сортового проката. При угловом соединении детали находятся под углом друг к другу. В месте их контакта пролегает сварочный шов. Размер угла зависит от конструкции изделия. Может применяться для приваривания трубы к поверхности.

Типы сварного шва СШ и УШ расшифровываются как стыковой и угловой соответственно.

Тавровое — соединение, в котором торец одной детали приваривается к поверхности другой. Как правило, угол между ними составляет 90°С. Основное требование — торец присоединяемой детали должен быть обрезан и тщательно обработан. Это обеспечит хорошее смыкание свариваемых поверхностей. Требуется предварительная разделка кромок.

При большой толщине снимают фаску с обеих сторон, что обеспечивает хорошее проваривание деталей. Тавровое соединение получается удачно при установке деталей в «лодочку». При этом электрод можно располагать вертикально. При сваривании толстых деталей имеется возможность многопроходного соединения. Такую установку применяют при автоматической сварке.

При нахлесточном соединении детали расположены в пространстве параллельно друг другу, но при этом одна из них на небольшом участке перекрывает вторую. Этот вид применяется при контактной и точечной сварке. Предварительная разделка кромок не требуется, поскольку они не участвуют в соединении. Толщина свариваемых деталей имеет ограничение — она не должна превышать 10 мм.

Разделение на различные виды осуществляется по форме:

1. Нормальные. Получается при использовании длинной дуги. Хорошо выдерживают динамические нагрузки, поскольку между дорожкой и основным материалом отсутствует перепад.
2. Выпуклые. Называются усиленными. Такую форму дает короткая дуга. Ширина шва становится меньше и образуется выпуклость. Получаются при многослойном покрытии, что приводит к большому расходу материала.
3. Вогнутые. Называются ослабленными. Вогнутость корня имеет форму канавки. Возникают при неправильной технологии или недостаточной подготовке стыкуемых поверхностей. Используются для тонких металлов.

При сваривании следует стремиться к получению нормального, а значит красивого, сварного шва.

Существуют и другие разделения сварных соединений:

1. Односторонняя сварка. Соединение выполняется только с одной стороны. Обозначение — ос (ss), где первые две русские буквы соответствуют наименованиям вида сварки, а в скобках указано международное написание.
2. Двусторонняя сварка. Имеются соединения с двух сторон. Обозначение — дс (bs).
3. Соединения, которые выполняются на подкладке — снимающейся или остающейся, а также на подкладном кольце. Обозначение — сп (mb), где русские буквы означают «с подкладкой».
4. На весу, то есть, без подкладки. Обозначение — бп (nb). Вид сварного соединения ос бп означает, что сварное соединение подкладки не имеет. Вид соединения при сварке ос бп говорит о том, что сварочное соединение было совершено без подкладки.
5. Изделия, выполненные сваркой с предварительной зачисткой корня, обозначаются зк (gg), а без зачистки — бз (ng). Что обозначают буквы, понять не трудно.
6. Какой вид сварного соединения обозначается гз gb? Когда применяется газовая защита, обозначение сварки принимает вид — гз (gb).

Система обозначений носит понятный и легко запоминающийся характер.

Сварные швы также имеют разделение по их конфигурации. Они бывают прямолинейными, криволинейными и спиральными или иначе кольцевыми. Выбор осуществляется независимо от положения шва в пространстве. Все эти виды сочетаются со стыковым и нахлесточном соединениями. В зависимости от протяженности швы бывают сплошными и прерывистыми.

Разновидности сварных швов

Как правильно делать сварочный шов во многом зависит от его вида.

Геометрические параметры шва включают в себя его ширину, протяженность, глубину залегания, размер выпуклости. Красивые сварные швы могут получиться только при удачном подборе его параметров для каждого конкретного случая.

Стыковые швы получаются при обычном соединении поверхностей металла или их торцов. Много времени для такого процесса не требуется. Потребление металла также является минимальным. При соединении тавровым способом в результате получается конструкция, имеющая вид перевернутой буквы «Т».

Достоинством метода является то, что с его помощью возможно соединение элементов, имеющих значительную разницу в ширине. Использование установки «лодочкой» делает процесс сварки более удобным и уменьшает вероятность появления дефектов. Обычно такое соединение осуществляется за один проход. Угловое соединение обычно выполняется под прямым углом, но возможны и небольшие отклонения от этой величины. Более прочным соединение получается при проварке с двух сторон. Метод внахлест подходит для тонких деталей. При накладывании одной детали на другую проваривание осуществляется с двух сторон.

Важным моментом, как правильно класть сварочный шов, является удачный выбор скоса кромок. Имеются различные варианты. Кроме того, возможно соединение без скоса кромок, например, при способе внахлест.

Дефекты группы 2 — Поры

Порами в сварном шве называют полости, заполненные газами. Возникают в жидком металле шва вследствие интенсивного газообразования, при котором не все газовые пузырьки успевают выйти наружу до затвердевания сварного шва. Размеры пор, образующихся в металле, бывают как микроскопические, так и достигающие нескольких миллиметров. В сварном шве, помимо одиночных пор, могут возникать и скопления пор, а иногда даже раковины и свищи. Они могут быть округлой или вытянутой формы, а их размеры зависят от размеров пузырьков образовавшихся газов.

Причины образования пор в сварных швах следующие:

• низкое качество зачистки свариваемых кромок и присадочной проволоки от загрязнений (окалины, ржавчины, масел и т.п.)
• большая скорость сварки, при которой газы не успевают выйти наружу
• повышенное содержание углерода в основном металле и присадочном материале
• повышенная влажность (например: сварка при сырой погоде, что отразится на состоянии электродных покрытий, флюса и т.д.)

Наличие пористости в сварном соединении снижает механические свойства металла (прочность, ударную вязкость и т.п.), а также герметичность изделия.

Участок сварочного шва, в котором присутствуют поры, подлежит переварке с предварительной механической зачисткой или строжкой с последующей механической обработкой.

Газовая полость

Газовая полость (200;А) — полость произвольной формы, без углов, образованная газами, задержанными в расплавленном металлеили
— полость произвольной формы, без углов, образованная газами, задержанными в расплавленном металле

Газовые полости образуются в сварочной ванне в виде пузырьков газа (водород, азот, окиси углерода и др.) которые застывают в металле при кристаллизации металла во время сварки.

Отличие газовой полости от газовой поры в форме т.е. пора имеет практически правильную шаровидную форму, а газовая полость имеет форму как указано на рисунке выше.

Газовая пора

Газовая пора (2011; Аа) — несплошность, образованная газами, задержанными в расплавленном металле. Имеет, как правило, сферическую формуили
— газовая полость обычно сферической формы (ГОСТ 30242 — 97)

Равномерно распределенная пористость

Равномерно распределенная пористость (2012) — группа газовых пор, распределенных равномерно в металле сварного шва. Следует отличать от цепочки пор (2014)

Скопление пор

Скопление пор (2013) — группа газовых полостей (три или более), расположенных кучно с расстоянием между ними менее трех максимальных размеров большей из полостей

Цепочка пор

Цепочка пор (2014) — ряд газовых пор, расположенных в линию, обычно параллельно оси сварного шва, с расстоянием между ними менее трех максимальных размеров большей из пор

Продолговатая полость

Продолговатая полость (2015; Ab) — несплошность, вытянутая вдоль оси сварного шва. Длина несплошности не менее чем в два раза превышает высоту.

Свищ

Свищ (2016; Ab) — трубчатая полость в металле сварного шва, вызванная выделением газа. Форма и положение свища определяются режимом затвердевания и источником газа. Обычно свищи группируются в скопления и распределяются елочкой.

Свищ образуется при случайных коротких замыканиях вольфрамового электрода или резком обрыве дуги, а также в результате неправильного гашения дуги при ручной и автоматической сварке.

Возможной причиной развития свища чаще всего является некачественная подготовка поверхности и присадочной проволоки под сварку.

Дефект обнаруживается визуально и подлежит переварке.

Исправить такой дефект можно только после полного удаления металла шва на этом участке.

Поверхностная пора (2017) — газовая пора, которая нарушает сплошность поверхности сварного шва

Усадочная раковина (202; R) — полость, образующаяся вследствие усадки во время затвердевания

Кратер

Кратер (2024; К) — усадочная раковина в конце валика сварного шва, не заваренная до или во время выполнения последующих проходовили
— дефект сварного шва, который образуется в виде углублений в местах резкого отрыва дуги в конце сварки. В углублениях кратера могут появляться усадочные рыхлости, часто переходящие в трещины.

Кратеры обычно появляются в результате неправильных действий сварщика. При автоматической сварке кратер может появляться в местах выводных планок, где обрывается сварочный шов. Кратеры уменьшают рабочее сечение сварочного шва, то есть снижают его прочность. Кроме того, в кратерах могут возникать усадочные рыхлости, которые способствуют образованию трещин. Кратеры вырубают до основного металла, зачищают и заваривают.

Классификация сварочных швов

Имеются многочисленные типы и виды сварных соединений и сварных швов. Это вызвало потребность в их четкой классификации. Она разработана в зависимости от многих факторов. Классификация учитывает технологические особенности швов, их пространственное положение, размеры. Достоинством такого дифференцирования является применение обозначений на каждый тип сварного шва.

Существует много различных позиций, по которым имеется классификация, включающая существующие виды сварки и типы сварных соединений.

Положение шва в пространстве

Немаловажную роль играет расположение шва в пространстве.

Нижнее положение является самым выигрышным. Шов при этом получается прочным и надежным. При верхнем, который иначе называют потолочном, положении, сварщику приходится принимать неестественную позу. Долго сохранять ее весьма трудно. А ведь одним из условий получения качественного шва является непрерывность процесса.

Для повышения точности следует использовать короткую дугу, а ширину шва делать не превышающей диаметр электрода. Для выполнения потолочного шва требуется не только получение профильного образования, но и приобретение практических навыков при более благоприятных условиях.

При выполнении швов во всех положениях существует проблема стекания вниз расплавленного металла. Нижнее положение при этом является самым выигрышном. Потолочное и нижнее положения относятся к горизонтальным. Стекание металла, являющееся чрезмерным, уменьшают, снизив температуру нагрева. Это можно сделать, увеличив скорость передвижения электрода, или регулярно прерывать дугу, давая возможность остыть металлу.

Вертикальный шов часто встречается в конструкциях, но самым простым вариантом не является. Если шов расположен вертикально, то вниз устремляться будет не сварочная ванна целиком, а только отдельные капельки. Если сварка осуществляется по направлению сверху вниз, то эти капельки начнут быстро застывать, образуя своеобразную преграду. Поэтому вести сварку при вертикальном способе следует снизу вверх. Свариваемые детали при вертикальном положении должны быть надежно зафиксированы.

Протяженность шва

Сварочные швы и соединения разделяются по их протяженности. По этому признаку шов бывает сплошным и прерывистым. При выполнении прерывистого шва в нем предусмотрены определенные интервалы, имеющие постоянный размер. Сварные швы прерывистого характера бывают различными. Они так же, как непрерывные, могут быть односторонними и двусторонними.

Такая градация отражается на обозначении шва в чертежах. При этом вводится такое понятие, как шаг шва.

Форма поверхности

Виды сварных швов разделяются по форме, которая имеет их наружная поверхность.

Каждый вид имеет свои преимущества. Играет роль, какую нагрузку выдерживает сварной шов. Когда предстоят статические нагрузки, то целесообразно применять выпуклый шов. Он имеет несколько слоев, что ведет к дополнительному расходу электродов и удорожанию сварочного процесса.

Если предстоит сварка тонких металлических листов, то лучше применять вогнутую форму. Если сварное изделие при эксплуатации будет подвергаться динамическим нагрузкам, то следует выполнять плоские швы или вогнутой формы. Такой выбор объясняется тем, что не будет большого перепада между поверхностями шва и основного материала.

В зависимости от условий эксплуатации типы сварных швов разделяются на рабочие и нерабочие. Рабочим предстоит выдерживать значительные нагрузки, что заставляет предъявлять к ним повышенные требования. Нерабочие просто осуществляют функцию соединения. Однако, если предполагается их использование при не совсем благоприятных погодных условиях, то необходим тщательный контроль за отсутствием трещин и внутренних пустот.

Когда предстоит сварка тонких металлических листов, то лучше выполнять ее ниточным швом. При наплавочном способе больше подойдет уширенный вариант.

Количество слоев

Виды швов в сварке зависят от количества выполняемых слоев. Однослойные швы выполняются за один проход, а многослойные являются многопроходными. Многослойный вариант используют для соединений, имеющих определенную конфигурацию.

Выполнение многопроходного шва является более сложным. Каждый новый слой следует накладывать быстро, пока не остыл предыдущий. К тому же надо успеть убрать шлак, образовавшийся ранее. На механические характеристики многослойного шва оказывает положительное действие то, что при наложении последующего шва, в предыдущем происходит отжиг.

Соединения

Сварные соединения разделяются на различные виды.

Виды сварных соединений:

1. Стыковые. Детали располагаются в одной и той же плоскости.
2. Угловые. Детали, подлежащие соединению, располагают под необходимым углом. Наиболее распространенным является прямой угол.
3. Тавровые. Торец одной детали располагают перпендикулярно или под небольшим углом по отношению к основной поверхности второй детали.
4. Нахлесточные. Положение деталей в пространстве — параллельное. При этом одна деталь частично налегает на другую.
5. Торцевые. Воедино сваривают два торца элементов.

Сварной стыковой шов применяется для сварки трубопроводов, различных труб и металлических листов. Сварке подлежат торцовые поверхности. Сварка встык требует проведение подготовительных работ, которые заключаются в тщательной подгонке торцевых поверхностей друг к другу. Для обеспечения точности может применяться предварительный подварочный шов. Сварку встык можно осуществлять как на весу, так и на подкладке — стальной или медной. При стыковых соединениях возможны различные виды скосов кромок или сварка без них.

К преимуществам такого способа относится уменьшенный расход вспомогательного материала, в частности, электродов. Одинаковая толщина элементов не является обязательным требованием. Но при этом электрод следует направлять к более толстой детали. Это обеспечит ее более сильный нагрев, а тонкую деталь убережет от прожогов.

Угловые швы находят применение для соединения частей различных емкостей и резервуаров. Для получения качественного углового соединения рекомендуется установка деталей «лодочкой».

Сварной шов тавровый применяют при сварке несущих конструкций. Поверхности деталей требуют тщательной подготовки. Такой вид сварки относится к наиболее прочным. Достоинством таврового соединения является то, что его можно применять в труднодоступных местах. Такой вид сварного шва помогает выдерживать повышенные нагрузки.

Соединение нахлесточным способом находит применение при необходимости сварки металлических листов толщиной не более 12 мм. Необходимостью является отсутствие зазоров между поверхностями деталей. Плотность прилегания необходима для качественного соединения. Выполнение нахлесточного соединения не является сложным и может осуществляться сварщиками, имеющими невысокий разряд.

При нахлесточном способе два шва находятся на расстоянии друг от друга. Это придает соединению дополнительную прочность. Если при эксплуатации возможны нагрузки на излом, то применять его не стоит.
Торцевые виды сварочных соединений предусматривают сварку торцов деталей. Таким способом возможно соединение деталей любой толщины. К достоинству относится минимальная деформация свариваемых элементов.

Идеальный сварочный шов — какой он?

Если вам нужно получить красивый и качественный шов, купите современные электроды. Да, да, оставьте «дедовскую» проволоку, на которой уже почти не осталось обмазки. Используйте новые и сухие электроды согласно инструкции производителя. Найдите на упаковке с электродами ток, при котором надо варить, а также полярность, то есть + и — подключения.

Если на электродах указана обратная полярность, то подключаем к держателю электрода плюс от инвертора. Если нужно варить на прямой полярности, то плюс должен идти в качестве массы, то есть, подсоединяться к свариваемому металлу.

Итак, подсоединяем кабеля к инвертору и вставляем электрод в электрододержатель. Выставляем на инверторе требуемый сварочный ток и включаем аппарат в работу. Электрод должен держаться в держателе строго под углом в 90 градусов и никак иначе.

Восемь советов для уменьшения вероятности образования подрезов в сварном шве

Ниже приведены рекомендации, которые помогут уменьшить вероятность образования подрезов при сварке изделий из труб, листов, швеллеров, уголков и т.д.

Правильное тепловложение

Одной из самых главных причин образования подрезов в сварных швах является большая величина нагрева при выполнении сварки вблизи свободных краев детали в результате чего происходит более глубокое проплавление одной из кромок, что приводит к образованию канавки, которая остается после затвердевания металла сварочной ванны. Это может привести к перегреву и расплавлению близлежащего основного металла или ранее наложенного металла шва. Для предотвращения необходимо следить за тепловложением при этом уменьшая сварочный ток при приближении к более тонким участкам детали или к свободному краю изделия.

Правильный угол электрода

Как известно угол электрода играет очень важную роль для предотвращения образования дефектов при сварке. Если выполнить сварку с неправильным углом, который будет направлять больше тепла к свободным кромкам изделия, вероятность образования подреза увеличивается в несколько раз. В связи с чем необходимо использовать правильный угол, чтобы направлять больше тепла на более толстую часть детали.

Правильная скорость сварки

Сварка с большой скоростью является еще одной причиной образования подрезов на сварных швах. При большой скорости некоторая часть основного метала переходит в расплавленный металл сварного шва и в результате быстрой кристаллизации остаются углубления (канавки) по краям. Поэтому рекомендуется производить сварку в умеренном темпе потому что слишком маленькая скорость сварки не дает удовлетворительных результатов. Таким образом, конкретным условиям сварки соответствует определенный диапазон скорости, в пределах которого возможно получение швов без подрезов.

Правильный выбор газовой защиты

При сварке полуавтоматом неправильный выбор защитных газов также является одной из основных причин подрезов при сварке. Сварщик должен быть уверен, что использует правильную сварочную смесь, которая подходит именно для сварки этого металла. Применение смесей углекислоты с инертными газами обеспечивает качественные результаты при сварке углеродистых сталей.

Правильная техника сварки

Причиной образования подрезов при сварке также является попытка сварщика выполнять сварку с чрезмерными поперечными колебаниями электрода. Рекомендуется выполнять сварку с минимальными поперечными колебаниями – так называемым «ниточным швом». Размер колебаний не должен превышать допустимых значений, потому что это значительно увеличивает вероятность образования подреза в сварном шве. Для предотвращения образования данного дефекта сварного шва необходимо либо уменьшить ширину поперечных колебаний электрода, либо выполнять многослойный шов вместо однослойного.

При ручной дуговой сварке покрытыми электродами рекомендуемый размах поперечных колебаний должен составлять не более 2-3 диаметров электрода.

Правильное пространственное положение при сварке

Сварка в горизонтальном или вертикальном положении в свою очередь увеличивает вероятность образования подреза шва. В данном случае, канавка образуется из-за недостаточного заполнения вдоль зоны сплавления шва. Если есть возможность, сварку необходимо выполнять в нижнем положении.

Использовать многослойную сварку

Это самый лучший вариант для предотвращения образования подрезов при сварке. Техника наложения многослойного шва подразумевает выполнение всех вышесказанных рекомендаций и помогает добиться качественных сварных соединений с гарантированными механическими свойствами.

Использование предварительного подогрева

Предварительный подогрев снижает скорость кристаллизации металла и улучшает смачиваемость за счет меньшей разности температур между сильно нагретым металлом сварочной ванны и слабо нагретым основным металлом.