Разновидности и способы выполнения сварочных швов

Движения электродом

Идеальный сварочный шов, вернее приближение к нему, возможен при удачном выборе способа движения электрода при сварке. Самые обычные движения – по оси электрода и вдоль оси шва. Но простое перемещение по заданному направлению не принесет желанного результата. При этом будет получен узкий нитевидный шов. Его можно использовать в качестве первого шва при многопроходной сварке.

Для получения нужного эффекта движения должны носить колебательный характер. Это обеспечит получение шва нужной ширины, хороший прогрев не только корня шва, но и его кромок.

Траектории, по которым происходит колебательное поперечное движение:

• зигзаг;
• петля;
• ломанная линия;
• елочка или треугольники;
• полумесяц;
• серп.

Все движения выполняют поперек направления сварного шва.

Ломанную линию используют, когда предстоит сварка металлических листов встык в нижнем положении. Полумесяц выбирают для стыковых и угловых швов. Перед сваркой елочкой необходимо предварительно сделать наплавку небольшой поверхности, на которой она будет держаться. Простая техника ведения электрода елочкой состоит в том, что, передвинув его в горизонтальном направлении, поместить затем чуть выше в середину шва.

Движения полумесяцем могут применяться при ТИГ сварке. При этом ширина шва будет большой, но ее можно контролировать при самом процессе сварки. Поперечные движения полумесяцем гарантируют хорошую проварку кромок деталей.

Применение петли обеспечивает красивые соединения при сварке тонких металлов. Цепочка петель должна быть непрерывной. Применение петлеобразных движений оправдано, когда необходимо хорошо прогреть края шва

Особенно это важно, когда происходит сварка деталей из высоколегированной стали. Амплитуду возвратно-поступательных движений выбирают в зависимости от необходимой ширины шва. Выбор схемы движения для решения задачи, как сделать красивый сварочный шов, зависит от его положения в пространстве

Швы бывают горизонтальными и вертикальными. Горизонтальный шов, расположенный наверху, называется потолочным. Он является самым трудным для выполнения, поскольку сварщик должен долго находиться в неудобной позе. Горизонтальный шов можно выполнять двумя способами – движениями налево или направо

Выбор схемы движения для решения задачи, как сделать красивый сварочный шов, зависит от его положения в пространстве. Швы бывают горизонтальными и вертикальными. Горизонтальный шов, расположенный наверху, называется потолочным. Он является самым трудным для выполнения, поскольку сварщик должен долго находиться в неудобной позе. Горизонтальный шов можно выполнять двумя способами – движениями налево или направо.

При сварке в вертикальном направлении направление движения шва – снизу вверх. Создание вертикального шва является более трудным, чем горизонтального, поскольку происходит интенсивное стекание вниз расплавленного металла. Если вести движение сверху вниз, то капли металла при застывании образуют твердую преграду для продолжения шва. Сварку вертикального шва следует вести при короткой дуге.

Как варить вертикальный шов

Из-за того, что шов располагается вертикально, а сила тяжести действует постоянно, расплавленный металл устремляется вниз. Это основная сложность, которая не дает начинающему сварщику выполнить работу с более-менее приемлемым качеством.

Все действия специалиста в этом случае (помимо основной работы) направлены на удержании расплавленной массы в пределах рабочей области стыка. Решить задачу помогает стабильность в работе: электрическая дуга должна быть постоянной. Ее следует удерживать на минимально возможном расстоянии между сварочной ванной и электродом.

Техника сварки снизу вверх

Самый распространенный способ – сваривание по направлению от самой нижней точки стыка к верхней. Благодаря такому направлению перемещения обеспечивается стабильный контроль над расплавом, который проще удержать в пределах ванночки. Именно при таком способе сварки удается положить качественный шов и создать надежное соединение.

Естественно, перед началом процесса сварки, нужно подготовить кромки свариваемых деталей. Они обрабатываются абразивными материалами в точном соответствии с требованиями. Отдельно настраивается аппарат, выставляется нужное сопротивление, сила тока и выбирается наиболее подходящий электрод.

На первом этапе сварщик делает насколько прихватов длиной 1-2 см, которые равномерно располагаются по всей длине стыка. Это необходимо, чтобы избежать деформации поверхности соединяемых деталей в результате резкого повышения температуры. При вертикальном сваривании угол между электродом и рабочей поверхностью выдерживается в диапазоне 45-90 градусов.

Согласно разработанной инструкции действия сварщика состоят из четырех пунктов:

1. Законтачить электрод к металлу, чтобы разжечь дугу.
2. Сделать несколько прихваток по направлению от середины к краям. Они располагаются на приблизительно одинаковом расстоянии, а количество зависит от длины стыка.
3. Формировать шов по направлению от нижней точки к верхней.
4. Следить за тем, чтобы расплав не вытекал из рабочей ванночки.

Не нужно слишком быстро перемещать электрод. В этом случае невозможно добиться хорошего прогрева заготовок. Но не стоит и медлить, поскольку большое количество расплава станет причиной его стекания вниз. Скорость перемещения электрода должна обеспечивать оптимальное количество расплава в ванночке.

Вместе с поступательным движением снизу-вверх сварщик должен позаботиться и о поперечных движениях электрода полумесяцем, елочкой либо иным приемом. Стоит учесть, что техника поперечного перемещения расходников актуальна только в том случае, когда толщина соединяемых заготовок больше 4 мм.

При вертикальной сварке важно проходить стык в один заход без остановок. Именно это является основной сложностью для начинающих сварщиков

С опытом приобретаются нужные навыки, и вертикальная сварка перестает быть проблемой.

Техника сварки сверху вниз

Со временем сварщики так само без труда формируют вертикальные швы с перемещением электрода по направлению сверху-вниз. Здесь нужно знать о небольшой хитрости, без которой выполнение работы было бы очень проблематичным. При поджиге электрической дуги электрод нужно ставить под прямым углом относительно рабочей поверхности. После старта процесса держатель немножко следует опустить. До того момента, когда угол между электродом и металлом будет примерно 15-20 градусов.

Проводка электрода по стыку выполняется с поперечными движениями. Они могут быть прямыми (прямоугольными), пилообразными или волнообразными. Выбор способа – на усмотрение сварщика

Важно, чтобы расплат равномерно распределялся в ванночке и не вытекал из нее. Такой метод вертикальной сварки сложнее, чем при движении снизу-вверх

Но он пользуется популярностью у опытных специалистов, поскольку в результате получается более качественный и прочный шов.

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

Вертикальный шов

Сварка вертикального шва может осуществляться двумя различными методами: сверху вниз и наоборот. Проще всего вертикальная сварка выполняется в случае работы снизу вверх. В данном варианте сварочная ванна поднимается дугой, формируемой электродами, и не опускается.

Формируя вертикальные швы снизу вверх без отрыва дуги, электроды необходимо перемещать в одном направлении без смещений по горизонтали. При этом должен соблюдаться наклон в 80-90 градусов. В таком случае шов получается почти плоским.

Таблица стыковых соединений.

Чтобы понять, как варить вертикальный шов, следует четко представлять алгоритм последовательности действий:

• в первую очередь в нижней точке зажигается дуга;
• проводится подготовка горизонтальной поверхности, равной сечению шва;
• сварочная ванна удерживается дугой, контролируемой наклоном электрода.

В таком виде работы электроды должны перемещаться достаточно быстро. Важен полный контроль над процессом сваривания. В случае вытекания сварочной ванны с одного края, следует перейти к другому краю с одновременным движением вверх.

Осуществлять данный тип соединения можно и с отрывом дуги. Подобный вариант будет особенно удобен начинающим сварщикам. За время отрыва деталь успевает охладиться. Подобный способ позволяет даже опирать электрод на полочку сварного кратера.

Схема перемещения стержня аналогична движению без отрыва: из стороны в сторону, коротким валиком, петельками.

Стоит обратить внимание на влияние величины силы тока на шов. Чтобы правильно варить вертикальный шов, следует задавать ток на 5-10 ампер меньше рекомендованного значения, соответствующего выбранному электроду для вертикального шва и толщине изделия

Однако это утверждение не всегда справедливо, и в ряде случаев ток необходимо подбирать экспериментально

Чтобы правильно варить вертикальный шов, следует задавать ток на 5-10 ампер меньше рекомендованного значения, соответствующего выбранному электроду для вертикального шва и толщине изделия. Однако это утверждение не всегда справедливо, и в ряде случаев ток необходимо подбирать экспериментально.

Можно осуществлять соединение и сверху-вниз. В таком случае стержень необходимо держать перпендикулярно поверхности детали. После розжига дуги в таком положении следует прогреть металл и уже потом перемещать его, формируя шов.

Выполнять сварку сверху вниз не очень удобно. Этот вид работы предполагает высокий контроль сварной ванны. Тем не менее при должном профессионализме таким методом можно сформировать отличное соединение.

Различные технологии

Техника сварки вертикальных швов имеет три варианта. Их выбор зависит от величины зазора, толщины свариваемых металлов, размера притупления кромок.

Треугольник

Технология основана на наиболее популярном способе ведения процесса снизу наверх. Расплавленный металл находится поверх слоя, который еще только начал застывать. Стекая вниз, он закрывает валик шва. Это не позволяет новым каплям стекать по дорожке.

Способ применяется, когда предстоит соединить детали, имеющие толщину не более 2 мм. Сварка этим методом может обеспечить хороший результат при маленьком зазоре. Также необходимо обеспечить максимальное притупление кромок. Оно должно находиться в диапазоне от 1-2 мм. При сварке расположение ванны должно быть под углом.

Это положение дало название способу — «треугольник». Угол обеспечивается следующим образом:

• в начале процесса сварки создают полочку;
• при поднятии по стенке сварочной дуги по направлению к зазору происходит притупление кромок с помощью их плавления;
• спуск по правой стенке;
• переход на левую стенку;
• формирование там сварочного шва.

Необходимо выполнять рекомендации по выбору характеристик, как правильно сваривать вертикальный шов способом «треугольника». Диаметр электрода по этому методу должен быть равен 3 мм. Среднее значение электрического тока 90-100 А. До окончания заполнения стыка электрод следует перемещать по указанной траектории. Хорошо подходит для углового вертикального шва.

Елочка

Конец электрода совершает сложные движения. Суть метода состоит в том, что электрод двигается из глубины, по ходу проплавляя поверхность кромки. При возвращении внутрь он начинает проплавление второй кромки. Затем операции повторяют на небольшой высоте.

Такой вид сварочного шва подойдет, когда зазоры между свариваемыми изделиями составляют 2-3 мм. Необходимо притупление кромок. Сечение валика меньше, чем при предыдущем способе. Процесс начинают по выбранной кромке. Электрод подают из глубины зазора «на себя».

Технология проведения сварочного процесса состоит в следующем:

• от зазора по одной из кромок, прижимая к ней электрод, подавать его «на себя», пройдя всю толщину заготовки;
• совершив небольшой подъем, способом «от себя» вернуть электрод на место зазора;
• после поплавки перейти на другую кромку и совершить те же действия;
• указанные операции повторять до самого верха сварного шва.

Сварку ведут короткой дугой. Метод обеспечивает равномерность нанесения сварочного материала на всем пространстве зазора. Необходимо следить за тем, чтобы не было образования на кромке шва подрезов, а также подтеков металла. Желательна непрерывность процесса, исключая моменты, когда необходимо заменить электрод. Не должно быть чрезмерного наплавления кромок. Полученный шов по форме напоминает конфигурацию елки.

Лестница

Находит применение, когда между свариваемыми деталями существует большой зазор. Его значение может превышать 2 мм. Также метод возможен при отсутствии или небольшом притуплении кромок.

Методика получения в этом случае неплохого вертикального сварочного шва и как его варить является несложной. Движения электрода имеют зигзагообразный характер. Перемещение электрода осуществляются от одной кромки к другой. Величина подъема должна быть небольшой и постоянной. Дугу при сварке следует сохранять короткой. Диаметр электрода — 3 мм. Ток имеет небольшое значение — 80-100 А. Процесс следует вести не прерываясь.

Особенность метода в том, что на кромках электрод останавливается на продолжительное время, а переход с одной кромки на другую происходит быстро. Сечение валика при способе «лесенкой» является небольшим — получается так называемый «легкий» валик. Этот способ особого труда не представляет и подходит начинающим сварщикам.

Потолочный шов

Теперь можно разобраться с тем, как варить потолочный шов электросваркой. Его необходимо на маленьком расстоянии от поверхности с помощью тугоплавкого электрода. Из-за этого на торце возникает чехольчик, способный предотвратить растекание материала. По мере создания шва конец электрода равномерно удаляется, а потом приближается к дуге. Во время отдаления она гаснет, а металл затвердевает. Чтобы знать, как варить потолочный шов, следует ознакомиться с информацией о том, какие электроды для него используются. Несмотря на направление ведения шва, он должен быть маленького диаметра.

При работе с потолочной сваркой в корне шва всплывают пузыри газа. Из-за этого может получиться брак. Её рекомендуется использовать только при невозможном выполнении нижнего шва.

Потолочное соединение Источник i.ytimg.com

Виды потолочных швов

Формирование потолочных швов признают одним из самых проблемных процессов, для исполнения которого необходим большой опыт работы в этом направлении, обладание глубокими познаниями технологий и способов сварки.

В зависимости от способа образования, различают три основных типа швов: стыковой, внахлест и тавровый.

Тавровый потолочный шов

Эта разновидность представляет собой форму буквы «Т». Его делают с одним или двумя швами. Что касается разделки кромок, то эта операция остается на усмотрение сварщика. Во многом все зависит от толщины деталей, подлежащих сварке и количества швов:

• одинарный шов, толщина металлических листов до 4 мм – обработка кромки не требуется;
• двойной шов, толщина металла 4-8 мм – обработка кромки не обязательна;
• одинарный шов, толщина металлических профилей 4-12 мм – необходима разделка кромки с одной стороны;
• двойной шов, толщина металла до 12 мм – требуется разделка кромки с обеих сторон, причем швов должно быть также два.

Одним из разновидностей таврового потолочного шва считают угловое соединение. Визуально оно напоминает букву «У». Требования к нему предъявляют аналогичные, как к классическому тавровому шву, однако существует несколько особенностей. Уровень наклона электрода к металлической поверхности должен колебаться в пределах 60 градусов. Если он будет меньше, качество сварки ухудшится. Особенно это заметно, если необходимо соединить между собой два металлических профиля разной толщины. При несоблюдении требования большая часть прогрева придется на более толстый профиль, что приведет к тому, что тонкий металл не будет прогорать.

Стыковое соединение (шов встык)

Шов встык в сварке используется при соединении листового металла или торцов труб. Детали укладывают так, чтобы между ними был зазор в 1-2 мм, по возможности жестко фиксируют струбцинами. В процессе сварки зазор заполняется расплавленным металлом.

Тонкий листовой металл — до 4 мм толщиной — сваривается без предварительной подготовки (зачистка ржавчины не в счет, она обязательна). В этом случае варят только с одной стороны. При толщине деталей от 4 мм, шов может быть одинарным или двойным, но требуется заделка кромок одним из представленных на фото способом.

Типы подготовки деталей при сваривании встык

• При толщине детали от 4 мм до 12 мм, шов может быть одинарным. Тогда края зачищают любым из способов. Удобнее при толщине до 10 мм делать одностороннюю подготовку, а более толстые детали зачищают чаще в виде буквы V. U-образная зачистка сложнее в выполнении, потому используется реже. Если требования к качеству сварки повышенные, при толщине более 6 мм необходима зачистка с двух сторон и двойной шов — с одной и с другой стороны.
• При сварке металла толщиной от 12 мм встык, точно необходим двойной шов, прогреть такой слой с одной стороны невозможно. Обрезка кромок двухсторонняя, в виде буквы Х. Использовать при такой толщине  V или U образные зачистки кромок невыгодно: для их заполнения требуется в несколько раз больше металла. Из-за чего увеличивается расход электродов и значительно снижается скорость сварки.

Разделка кромок металла при соединении деталей встык (Чтобы увеличить размер картинки щелкните по ней правой клавишей мышки)

Если все-таки решено металл большой толщины варить с односторонней разделкой, заполнять шов нужно будет в несколько проходов. Такие швы называют многослойными. Как в этом случае варить шов показано на рисунке ниже (цифрами обозначен порядок укладки слоев металла при сварке).

О сварке тонкого металла инверторным сварочным аппаратом читайте тут.

Как варить стыковой шов: однослойный и многослойные (Чтобы увеличить размер картинки щелкните по ней правой клавишей мышки)

Соединение внахлест

Этот тип соединения используется при сварке листового металла толщиной до 8 мм. Проваривают его с двух сторон, чтобы между листами не попала влага и не было коррозии.

При выполнении шва внахлест, необходимо правильно выбрать угол наклона электрода. Он должен быть порядка 15-45°. Тогда получается надежное соединение. При отклонении в ту или другую сторону основная масса расплавленного металла находится не на стыке, а в стороне, прочность соединения значительно снижается или детали остаются вовсе не соединенными.

Как правильно держать электрод при сварке внахлест (Чтобы увеличить размер картинки щелкните по ней правой клавишей мышки)

Правила нанесения обозначений и особенности их расшифровки

Выше уже упоминалось о том, как должно выполняться обозначение сварных соединений разных типов. На черту стыка указывает линия с направленной стрелкой, над или под которой наносятся надписи.

Существуют определенные правила, согласно которых должны наноситься все технические надписи. Маркировка сварных швов состоит из 9 взаимосвязанных между собой блоков. На фото ниже показана структура расположения маркировочных знаков.

На фото показано как обозначается сварное соединение на чертеже на примере двухстороннего монтажного стыкового шва, выполняемого ручной дуговой сваркой:

1. В первой колонке изображен вспомогательный знак. Это контур замкнутого шва, определяющий выдвигаемые к элементу монтажные условия.
2. Второй блок содержит код межгосударственного стандарта, в соответствии которого должны осуществляться работы по свариванию металлоконструкции.
3. Третья колонка — это маркировка (обозначение) сварного шва на чертеже.
4. Далее изображен дефис, который на подкатегории разделяет все последующие позиции.
5. Буквы в пятом блоке указывают на технологию, по которой выполняются сварочные работы. Обязательно к заполнению эта позиция не является.
6. В шестой колонке содержится величина углового катета, величина его указана в миллиметрах.
7. Седьмой блок: дополнительное обозначение — прерывистый сварной шов, интервал шага, цепное или шахматное расположение и т. д.
8. В восьмом блоке изображаются вспомогательные знаки, указывающие на тип обработки.
9. Последняя девятая колонка — это показатели чистоты поверхности стыкового соединения. Указывается в случаях, когда после сварочного процесса необходима механическая обработка изделия.

Это приведено стандартное обозначение сварных швов на чертежах, примеры обозначения некоторых уже выполненных соединений приведены ниже.

Пример 1

Представленное на чертеже условное обозначение сварного шва расшифровывается следующим образом:

• знак говорит о том, что непосредственно на месте монтажа после подгонки элементов следует осуществлять их соединение;
• ГОСТ 5264-80 — это номер регламентирующего документа, в данном случае он указывает на то, что с помощью электродуговой сварки выполнен стык;
• С13 — значит, что в стыковом соединении на одном скосе изогнутая фаска;
• знак указывает что с двух сторон шва осуществлено снятие внутреннего термического напряжения (усилия);
• Rz20 — показатель чистоты поверхности лицевой стороны, Rz80 — обратной стороны.

Пример 2

Здесь изображен выполненный автоматической дуговой сваркой (А) по замкнутой линии под флюсом (ГОСТ 11533-75) двусторонний (У2) угловой шов без скоса кромок.

Пример 3

С тыльной стороны создан стык.

Соединение выполнено с применением электродуговой сварки по ГОСТу 5264-80. Шов односторонний с загибом края, контур разомкнутый.

Пример 4

Сварочное соединение под наклоном

• контур стыковки элементов сплошной, выполнен в форме кольца;
• в газовой среде осуществлена сварка, ГОСТ 17771-76;
• стык тавровый (ТЗ), выполнена обработка каждой его стороны без разделки кромок;
• в качестве газовой среды использована окись углерода (УП) газообразной консистенции, электрод — расплавляемый;
• 6 мм составляет длина катета стыкового соединения;
• в шахматном порядке (Z) периодически создается сплошной проваренный участок длиной 50 мм и с шагом 100 миллиметров.

Пример 5

Для выполнения шва применена дуговая полуавтоматическая сварка, чертеж обозначает что шов односторонний (Н1), созданный плавящимся электродом внахлестку без скоса кромок в среде защитных газов. Шов круговой (), выполнен по замкнутой линии, 5 мм (Δ5) составляет дина катета.

Если на чертеже содержится несколько одинаковых соединительных стыков, то только на одном их них наносится условное обозначение. К остальным швам в местах, где должно быть обозначение указываются только их порядковые номера. При этом количество одинаковых соединений указывается на линии-выноске, как показано на примере ниже.

Одинаковыми стыковые соединения считаются в случаях, когда:

• разновидности стыков и размеры элементов являются одинаковыми при сравнении их поперечного сечения;
• одинаковые требования выдвигаются ко всем соединениям.

Когда для сварочного стыка установлена категория его контроля либо контрольный комплекс, то только под линией выноской должно наноситься условное обозначение.