Зажигание дуги. Существует два способа зажигания дуги покрытыми электродами - прямым отрывом и отрывом по кривой. Первый способ называют зажиганием впритык. Второй напоминает движение при зажигании спички и поэтому его называют чирканьем.

Сварщики успешно используют оба способа зажигания дуги, причем первый чаще применяется при сварке в узких и неудобных местах.

Длина дуги. Немедленно после зажигания дуги начинается плавление основного и электродного металлов. На изделии образуется ванна расплавленного металла. Сварщик должен поддерживать горение дуги так, чтобы ее длина была постоянной. От правильно выбранной длины дуги весьма сильно зависят производительность сварки и качество сварного шва.

Сварщик должен подавать электрод в дугу со скоростью, равной скорости плавления электрода. Умение поддерживать дугу постоянной длины характеризует квалификацию сварщика.

Нормальной считают длину дуги, равную 0,5 - 1,1 диаметра стержня электрода (в зависимости от типа и марки электрода и положения сварки в пространстве). Увеличение длины дуги снижает устойчивое ее горение, глубину проплавления основного металла, повышает потери на угар и разбрызгивание электрода, вызывает образование шва с неровной поверхностью и усиливает вредное воздействие окружающей атмосферы на расплавленный металл.

Положение электрода. Наклон электрода при сварке зависит от положения сварки в пространстве, толщины и состава свариваемого металла, диаметра электрода, вида и толщины покрытия.

Направление сварки может быть слева направо, справа налево, от себя и к себе (рис. 46, а ).

Независимо от направления сварки положение электрода должно быть определенным: он должен быть наклонен к оси шва так, чтобы металл свариваемого изделия проплавлялся на наибольшую глубину. Для получения плотного и ровного шва при сварке в нижнем положении на горизонтальной плоскости угол наклона электрода должен быть 15° от вертикали в сторону ведения шва (рис. 46, б ).

Обычно дуга сохраняет направление оси электрода; указанным наклоном электрода сварщик добивается максимального проплавления металла изделия. При этом улучшается формирование шва, а также уменьшается скорость охлаждения металла сварочной ванны, что предотвращает образование горячих трещин в шве.

При шланговой полуавтоматической сварке положение электродной проволоки аналогично положению электрода при ручной сварке покрытыми электродами.

Угол наклона электрода при ручной сварке в нижнем, вертикальном, потолочном и горизонтальном положениях приведен на рис. 46, б , 53, а - в , 54, а - в .

Колебательные движения электрода. Для получения валика нужной ширины производят поперечные колебательные движения электрода. Если перемещать электрод только вдоль оси шва без поперечных колебательных движений, то ширина валика определяется лишь силой сварочного тока и скоростью сварки и составляет от 0,8 до 1,5 диаметра электрода. Такие узкие (ниточные) валики применяют при сварке тонких листов, при наложении первого (корневого) слоя многослойного шва, при сварке по способу опирания и в других случаях.

Чаще всего применяют швы шириной от 1,5 до 4 диаметров электрода, получаемые с помощью поперечных колебательных движений электрода.

Наиболее распространенные виды поперечных колебательных движений электрода при ручной сварке (рис. 47):

прямые по ломаной линии;

полумесяцем, обращенным концами к наплавленному шву;

полумесяцем, обращенным концами к направлению сварки;

треугольниками;

петлеобразные с задержкой в определенных местах.

Поперечные движения по ломаной линии часто применяют для получения наплавочных валиков, при сварке листов встык без скоса кромок в нижнем положении и в тех случаях, когда нет возможности прожога свариваемой детали.

Движения полумесяцем, обращенным концами к наплавленному шву, применяют для стыковых швов со скосом кромок и для угловых швов с катетом менее 6 мм, выполняемых в любом положении электродами диаметрами до 4 мм.

Движения треугольником неизбежны при выполнении угловых швов с катетами шва более 6 мм и стыковых со скосом кромок в любом пространственном положении. В этом случае достигается хороший провар корня и удовлетворительное формирование шва.

Петлеобразные движения применяют в случаях, требующих большого прогрева металла по краям шва, главным образом при сварке листов из высоколегированных сталей. Эти стали обладают высокой текучестью и для удовлетворительного формирования шва приходится задерживать электрод на краях, с тем чтобы предотвратить прожог в центре шва и вытекание металла из сварочной ванны при вертикальной сварке. Петлеобразные движения можно с успехом заменить движениями полумесяцем с задержкой дуги по краям шва.

Способы заполнения шва по длине и сечению. Швы по длине выполняют напроход и обратно-ступенчатым способом. Сущность способа сварки напроход заключается в том, что шов выполняется от начала до конца в одном направлении.

Обратноступенчатый способ состоит в том, что длинный шов делят на сравнительно короткие участки.

По способу заполнения швов по сечению различают однослойные швы (рис. 48, а ), многопроходные многослойные (рис. 48, б ) и многослойные (рис. 48, в ).

Если число слоев равно числу проходов, то такой шов называют многослойным. Если некоторые из слоев выполняются за несколько проходов, то такой шов называют многопроходным.

Многослойные швы чаще применяют в стыковых соединениях, многопроходные - в угловых и тавровых.

Для более равномерного нагрева металла шва по всей его длине швы выполняются способами двойного слоя, секциями, каскадом и горкой, причем в основу всех этих способов положен принцип обратноступенчатой сварки (рис. 49).

Сущность способа двойного слоя заключается в том, что наложение второго слоя производится по неостывшему первому после удаления сварочного шлака. Сварка на длине 200 - 400 мм ведется в противоположных направлениях. Этим предотвращается появление горячих трещин в шве при сварке металла толщиной 15 - 20 мм, обладающего значительной жесткостью.

При толщине стальных листов 20 - 25 мм и более для предотвращения трещины применяют сварку каскадом или горкой. Заполнение многослойного шва для сварки секциями и каскадом производится, как видно из рис. 49, по всей свариваемой толщине на определенной длине ступени. Длина ступени подбирается такой, чтобы металл в корне шва имел температуру не менее 200°С в процессе выполнения шва по всей толщине. В этом случае металл обладает высокой пластичностью и трещин не образуется. Длина ступени при каскадной сварке равна 200 - 400 мм, а при сварке секциями - больше. Сварка горкой производится проходами по всей толщине металла. Способ сварки выбирается в зависимости от химического состава и толщины металла, числа слоев и жесткости свариваемого изделия.

Многослойная сварка имеет перед однослойной следующие преимущества:

1. Уменьшается объем сварочной ванны, в результате чего скорость остывания металла возрастает и размер зерен уменьшается.

2. Химический состав металла шва близок к химическому составу наплавленного металла, так как малая сила сварочного тока при многослойной сварке способствует расплавлению незначительного количества основного металла.

3. Каждый последующий слой шва термически обрабатывает металл предыдущего слоя и околошовный металл имеет мелкозернистую структуру с повышенной пластичностью и вязкостью.

Каждый слой шва должен иметь толщину 3 - 5 мм (при сварке низкоуглеродистой стали) в зависимости от силы сварочного тока.

При сварочном токе 100 А дуга расплавляет металл верхнего слоя на глубину около 1,5 мм, а металл нижнего слоя (глубина более 1,5 мм) нагревается от 1500 до 1100°С и при быстром охлаждении образует мелкозернистую литую структуру.

При сварочном токе 200 А толщина слоя может быть увеличена до 5 мм, а термическая обработка нижнего слоя произойдет на глубине около 2,5 мм.

Термическая обработка металла корневого шва с получением мелкозернистой структуры осуществляется нанесением подварочного валика, который выполняется электродом диаметром 3 мм при сварочном токе 100 А. Перед нанесением подварочного валика корень шва очищают термической резкой или резцом. Подварочный валик накладывается по длине напроход.

Термическая обработка металла верхнего слоя выполняется нанесением отжигающего (декоративного) слоя. Толщина отжигающего слоя должна быть минимальной (1 - 2 мм), обеспечивающей высокую скорость остывания и мелкозернистую структуру верхнего слоя. Отжигающий слой выполняется электродами диаметрами 5 - 6 мм при токе 200 - 300 А в зависимости от толщины листа.

Окончание шва. В конце шва нельзя сразу обрывать дугу и оставлять на поверхности металла кратер. Кратер может вызвать появление трещины в шве вследствие содержания в нем примесей, прежде всего серы и фосфора. При сварке низкоуглеродистой стали кратер заполняют электродным металлом или выводят его в сторону на основной металл. При сварке стали, "склонной к образованию закалочных микроструктур, вывод кратера в сторону недопустим ввиду возможности образования трещины. Не рекомендуется заваривать кратер за несколько обрывов и зажиганий дуги ввиду образования окисных загрязнений металла. Лучшим способом окончания шва будет заполнение кратера металлом за счет прекращения поступательного движения электрода вниз и медленного удлинения дуги до ее обрыва.

Значение сварочных швов в строительстве трудно переоценить. Так как этот тип соединений металлических деталей является неразъемным, с его помощью обеспечивается высокий уровень прочности несущих конструкций. Поэтому к их качеству предъявляются особые требования.

При производстве сварочных работ очень часто приходится делать сопряжение различных металлических элементов, имеющее вид угла. Без соединений такого типа не обходится ни одна объемная конструкция. По этой причине сварка угловых швов выделяется среди прочих приемов монтажных операций и достойна отдельного рассмотрения.

Назначение и область применения угловых швов

Сварные угловые швы применяются в таких соединениях из двух металлических деталей, как соединение, образующее угол различной величины с разделкой под сварку одной из кромок, соединение внахлест, а также тавровое соединение. Последнее представляет собой примыкание с привариванием торца одного из элементов к боковой плоскости другого элемента.

По характеру укладки сварки угловые швы могут быть сплошными и прерывистыми. Прерывистый шов представляет собой соединение в виде отдельных отрезков (шпонок). Такая техника подразумевает еще и точечную сварку угловых сопряжений. При этом отрезки (точки) такого шва могут располагаться с разных сторон свариваемого элемента друг против друга либо в шахматном порядке.

Швы различаются и по своей протяженности. Короткие не превышают по длине 250 мм, и делаются они на проход. От середины сопряжения двух металлических поверхностей и к краям свариваемой конструкции производятся средние швы, имеющие длину от 250 до 1000 мм. Длинные угловые швы превышают длину в 1000 мм.

По количеству слоев сварки угловые швы разделяются на однослойные и многослойные. Число слоев зависит от толщины элементов, которые подвергаются сварке. В частности, однослойная сварка используется в тех случаях, когда шовный катет (вертикальное или горизонтальное основание шва) составляет не более 8 мм в ширину.

Особенности сварки угловых швов

Перед тем как производить сварочные работы, следует правильно подготовить поверхности и стыки, которыми будет осуществляться соединение металлических элементов.

Практически без всякой специальной подготовки кромок можно сваривать нахлесточные соединения. В этом случае швы наносятся с обеих сторон в углах, которые образуются после накладки друг на друга двух металлических листов.

При «классическом» угловом сварном соединении – когда две состыкованные металлические детали образуют угол – требуется обрезка торца только одного составного элемента.

При подготовке поверхностей для сварки Т-образных тавровых соединений исходят из того, что одна из сторон свариваемого объекта образует горизонтальную плоскость, а другая, примыкающая к ней – вертикальную. В результате между двумя плоскостями получается прямой угол.

При тавровом соединении подготовка кромки вертикальной поверхности зависит от толщины свариваемых листов. В частности, если металлический лист не толще 12 мм, то он совсем не подвергается какой-либо специальной подготовке. Тем не менее при первичной обрезке такой заготовки для вертикальной стенки необходимо предусмотреть, чтобы возможный зазор, возникающий при совмещении кромки этой поверхности с горизонтальной плоскостью, не превышал 2 мм.

Если толщина металлической заготовки, которая пойдет на вертикальную плоскость, колеблется в пределах от 12 до 25 мм, на ее кромке следует выполнить V-образную подготовительную обрезку. В случае если вертикаль устраивается из металла толщиной 25-40 мм, необходимо сделать U-образные скосы кромок в одну сторону. Двусторонние кромочные скосы в виде латинской буквы V выполняются в тех случаях, когда вертикальный лист имеет толщину большую, чем 40 мм.

Надо отметить, что процесс сварки угла имеет свои особенности. Если плоскость шва находится в нижнем положении, то его рекомендуется сваривать методом «лодочка». Такой способ гарантирует наилучшее качество проплавки поверхностей металлических элементов, образующих угловое соединение. При этом риск допустить непровар или подрез кромок является минимальным.

Но добиться таких благоприятных условий соединения заготовок угловым швом можно далеко не всегда. Часто вместо приваривания деталей друг к другу «лодочкой» тавровые сварочные соединения осуществляются таким образом, что одна плоскость занимает строго горизонтальное положение, а другая, соответственно, вертикальное.

В таком вертикально-горизонтальном состоянии добиться качественного сваривания металлических элементов сложнее из-за возможности появления непроваров в вершине угла и в горизонтальной плоскости шва. На вертикальной поверхности могут также наблюдаться подрезы, вызванные стеканием расплавленного металла вниз.

Чтобы не допустить указанных дефектов, необходимо при проводке электрода вдоль линии сварки все время придавать ему легкие колебательные движения. Рекомендуется делать одинарный шов с катетом до 8 мм. Если же катет будет больше 8 мм, производится многослойный шов.

Для того чтобы устранить опасность непровара, возбуждение сварочной дуги начинается на расстоянии 3-4 мм от кромки катета на нижней, горизонтальной, полке. Затем дуга перемещается к шовной вершине. В этой точке, чтобы добиться достаточно хорошего и надежного провара, дугу на некоторое время задерживают. После этого дуга перемещается вверх, на вертикальную полку. Таким же образом операцию выполняют и в противоположном направлении.

Следует строго придерживаться указанной последовательности действий. В противном случае, если начать сварку с вертикальной поверхности, то расплавленный металл электрода под действием силы тяжести начнет наплывать вниз на еще холодный основной металл нижнего, горизонтального, листа. В результате расплавленная масса перекроет вершину угла, и тем самым образуется непровар – очень серьезный дефект, который может быть обнаружен только после слома шва.

Для качественной сварки кромки металлических листов должны быть хорошо прогреты. Этого можно добиться, в частности, правильно располагая электрод во время его движения вдоль шва. Одновременно с колебательными движениями следует сохранять 45-градусный наклон электрода к плоскости металлических листов. В то же время постоянная скорость движения сварочного устройства обеспечит достаточно равномерный шов, без явных выпуклостей и выступов поверх уровня металла.

Какие дефекты могут иметь сварочные швы?

Согласно принятым стандартам, дефекты у швов могут быть следующие:

• лунки, кратеры, свищи, причиной которых являются искрение и возникновение пустот в сварочной ванне;
• трещины в швах;
• появление непроваренных фрагментов шва;
• включения посторонних твердых частиц;
• отклонение формы шва от требуемой по установленным стандартам.

Необходимо иметь в виду, что чаще всего причиной появления указанных дефектов является нарушение установленных правил сварки, использование электродов плохого качества. Ухудшению параметров углового шва способствуют также мельчайшие частицы воздуха, каким-то образом попавшие в сварочную ванну, и внезапное появление блуждающих токов.

Как зачистить шов после сварки?

На заключительном этапе работы шов должен быть очищен от шлака и окалины. Зачистку осуществляют в три приема.

Сначала тщательно очищают место вокруг сварочного шва. Зубилом или молотком сбивают окалину или частички раскаленного металла, которые могли оказаться рядом со швом во время работы.

После того как поверхность шва будет обработана специальным антиоксидом, шов полируют. Делается это с помощью шлифовального приспособления или «болгарки» с подходящей для этого случая абразивной насадкой.

Последний, третий этап – лужение сварочного шва. С этой целью поверхность шва покрывают тонким слоем расплавленного олова.

Таким образом, четко придерживаясь всех принятых стандартов и технологических правил, можно с помощью любого сварочного аппарата при определенных профессиональных навыках добиваться выполнения надежных и качественных угловых швов.

Зажигать дугу можно двумя способами. Применение того или иного способа зажигания дуги (как, впрочем, и качество сварного шва) зависит от условий сварки и практических навыков сварщика.

При одном способе электрод приближают перпендикулярно к поверхности изделия до касания металла и быстро отводят вверх на необходимую длину дуги. Прикосновение электрода к изделию должно быть кратковременным, иначе он приварится к изделию («прилипнет»). Отрывать «прилипший» электрод следует резким поворачиванием его вправо и влево.

При другом способе электродом вскользь «чиркают», как спичкой, по поверхности металла. Чиркать надо в направлении сварки, чтобы не оставлять лишних следов. Если электрод «прилип», скорее всего, его обмазка повреждена. В этом случае надо сжечь выступающий из-под обмазки край электрода.

После возбуждения дуги электрод должен выдерживаться некоторое время в точке начала наплавки, пока не сформируется сварной шов и не произойдет расплавление основного металла. Сварочная ванна сначала будет маленькой, потом становится больше. В таком состоянии ее и надо удерживать. При этом не надо прямо смотреть на слепящую дугу. Сфокусируйтесь на зоне дальше дымящихся искр, на расплавленной ванне за электродом.

Очень важно научиться удерживать постоянную длину дуги, т. е. зазор между концом электрода и основным металлом во время продвижения по шву. Длина дуги значительно влияет на качество сварки и зависит от марки и диаметра электрода, пространственного положения сварки, разделки свариваемых кромок и т. п. Нормальной длина дуги считается в пределах 0,5-1,1 диаметра электрода. Показателями оптимальной длины дуги является резкий потрескивающий звук, ровный перенос капель металла через дуговой промежуток, малое разбрызгивание.

Короткая дуга горит устойчиво и спокойно. Она обеспечивает получение высококачественного шва, так как расплавленный металл электрода быстро проходит дуговой промежуток и меньше подвергается окислению и азотированию. При использовании тонкообмазанных электродов короткая дуга обеспечивает наилучшее качество сварки. Но слишком короткая дуга может вызывать «прилипание» электрода, дуга прерывается, нарушается процесс сварки.

Длинная дуга горит неустойчиво с характерным шипением. Глубина проплавления недостаточная, расплавленный металл электрода разбрызгивается и больше окисляется и азотируется. Шов получается бесформенным, а металл шва содержит большое количество оксидов.

Чем лучше вы управляете длиной дуги, тем лучше будете варить. Помните, что интенсивная дуга отталкивает ванну и глубоко прогревает металл. При сварке надо следить, чтобы шов был на уровне свариваемой поверхности.

Выбор длины дуги зависит от типа электрода и положения в пространстве изделия при сварке. При использовании тонкообмазанных электродов длина дуги должна быть минимально короткой, не более диаметра электрода. При шлакообразующих или газообразующих электродах длина дуги может быть от 3 до 5 мм.

В зависимости от длины дуги меняется и напряжение в дуге. При длине дуги до 1,5 мм оно составляет 15-18 В, при длине дуги от 3 до 5 мм - до 22 В и даже 40 В.

Выбирая ту или иную длину дуги, приходится учитывать положение свариваемого изделия. Вертикальная и потолочная сварки требуют более короткой дуги, чем при положении изделия, требующем нижней сварки.

В процессе сварки электрод постоянно находится в движении. Сварщик сообщает ему следующие движения (рис. 22, а):

Рис. 22. Перемещения электрода при сварке:
а - направления движения; б - угол наклона в горизонтальной и вертикальной плоскости; в - сварка «углом вперед»; г - сварка под прямым углом; д - сварка «углом назад»

1 - поступательное по оси электрода в сторону сварочной ванны (вследствие расплавления электрода), при этом для сохранения постоянства длины дуги скорость движения должна соответствовать скорости плавления электрода;

2 - перемещение вдоль линии свариваемого шва, которое называют скоростью сварки; скорость этого движения устанавливается в зависимости от тока, диаметра электрода, скорости его плавления, вида шва и других факторов;

3 - перемещение электрода поперек шва для получения так называемого уширенного валика - шва шире, чем ниточный сварной валик, получаемый при прямолинейном движении. Этими движениями за один проход получают шов шириной до четырех диаметров электрода.

Сварной шов, образованный в результате двух движений торца электрода - поступательного и вдоль линии шва, называют «ниточным». Его ширина при оптимальной скорости сварки составляет (0,8-1,5)d э. Ниточным швом заполняют корень шва при многослойной сварке, сваривают тонкие заготовки, выполняют наплавочные работы и производят подварку подрезов.

Задача сварочного процесса - прогреть основной металл до расплавления, формируя сварочную ванну. Если ток мал, то металл не прогреется должным образом и сварочная ванна будет «бегать» за электродом. Если тока много, то основной металл будет слишком горячим, дуга будет прожигать металл, отталкивая его назад. Когда ток нормальный, ванна растекается по поверхности, ее внешние края тонкие. Движением электрода можно расширять и передвигать ванну.

В зависимости от ситуации установки тока могут меняться. Толстый металл рассеивает тепло, поэтому нужен больший ток. Тонкий металл расплавится быстро, поэтому тока надо меньше. Точные установки тока зависят от поведения ванны, а начинать надо с рекомендованных установок.

Но не бойтесь увеличивать или уменьшать ток. Огромное значение для качества шва имеет скорость перемещения дуги. Сварка зависит от температуры основного металла, поэтому нельзя говорить о токе без учета скорости сварки. Двигаем электрод быстрее - меньше тепла поступает в основной металл. Если двигать электрод слишком быстро, металл не будет прогрет, шов будет непроплавленным, узким, с малой выпуклостью, с крупными чешуйками наверху. Если двигаемся слишком медленно, тепла поступает больше, металл слишком сильно прогревается, ванна расплывается и становится трудно управляемой. Сварной валик становится слишком выпуклым, шов - неровным по форме, с наплывами по краям. Вследствие чрезмерно большого ввода теплоты дуги в основной металл часто образуется прожог, и расплавленный металл вытекает из сварочной ванны. В некоторых случаях, например при сварке на спуск, образование под дугой жидкой прослойки из расплавленного электродного металла повышенной толщины, наоборот, может привести к образованию непроваров.

На тонком металле глубокий провар тем более не нужен. Чем тоньше металл, тем быстрее надо двигаться. Можно применить такую технику: расплавить основной металл, затем длинной дугой охладить его и плавить снова. Этот метод можно использовать и для заполнения зазоров в плохо подогнанных соединениях. Двигайте электрод в глубь зазора, потом отводите, чтобы остудить ванну, и так постепенно заполняйте шов. Это же движение используется и при заполнении многослойного шва.

Когда скорость перемещения соответствует току, ванна растекается, но остается управляемой, ее края тонкие и шов одинаковой толщины. Когда вы научитесь хорошо управлять электродом, то сможете поставить чуть больший ток и увеличить скорость сварки. Больший ток обеспечит лучшее проплавление и более гладкий шов в итоге, но контролировать ванну при этом труднее.

Сварка осуществляется в направлении как слева направо, так и справа налево, от себя и на себя. При этом положение электрода может быть «углом вперед», «углом назад» и «под прямым углом» (рис. 22, в-д). Конечно, у каждого сварщика есть излюбленная манера держать электрод, к которой он привык и использует в большинстве случаев. Но как правило, положение «углом вперед» используется чаще всего для сварки горизонтальных, вертикальных, потолочных швов, сварки неповоротных стыков труб и т. д. При сварке таким методом уменьшается глубина провара и высота выпуклости шва, но заметно возрастает его ширина, что позволяет сваривать металл небольшой толщины. Лучше проплавляются кромки, поэтому возможна сварка на повышенных скоростях.

Под прямым углом электрод держат обычно при необходимости варить в труднодоступных местах, а также при потолочной сварке.

Сварка «углом назад» предпочтительна при работе с угловыми и стыковыми соединениями. Она позволяет увеличить глубину провара и высоту выпуклости, но при том уменьшается ширина шва. Прогрев кромок недостаточен, поэтому возможны несплавления и образование пор.

Кроме движений вдоль и в глубь шва перемещать электрод приходится чаще всего и поперек шва. Глубина проплавления основного металла и формирование шва главным образом зависят от вида этих поперечных колебаний, которые обычно совершают с постоянными частотой и амплитудой относительно оси шва (рис. 23). Траектория движения конца электрода зависит от пространственного положения сварки, разделки кромок и навыков сварщика. При сварке с поперечными колебаниями получают уширенный валик, а форма проплавления зависит от траектории поперечных колебаний конца электрода, т. е. от условий ввода теплоты дуги в основной металл.

Рис. 23. Основные виды траекторий поперечных движений рабочего конца электрода при слабом (а-б), усиленном (в-з) прогреве свариваемых кромок; усиленном прогреве одной кромки (и-к); прогреве корня шва (л)

Зигзагообразные прямые движения по ломаной линии (рис. 23, а, к) применяют для получения наплавочных валиков при сварке встык без скоса кромок в нижнем положении и если нет вероятности прожечь деталь. Чтобы не произошло прогара, смотрите на верхний край сварочной ванны каждый раз, когда меняете направление.

Движения полумесяцем вперед (рис. 23, б) применяют для стыковых швов со скосом кромок и для угловых швов с катетом менее 6 мм, выполняемых в любом положении электродами диаметром до 4 мм.

Такие же движения полумесяцем назад используют для сварки в нижнем положении, а также для вертикальных и потолочных швов с выпуклой наружной поверхностью. При необходимости усилить прогрев свариваемых кромок на краях зигзагов электрод слегка придерживают (рис. 23, в).

Движения треугольником (рис. 23,5) применяют для угловых швов с катетом более 6 мм и стыковых швов со скосом кромок в любом пространственном положении. Дает хороший провар корня шва. Для сварки толстостенных конструкций с гарантированным проплавлением корневого участка в корне шва электрод задерживают.

Петлеобразные и круговые движения (рис. 23, е-и, л) используют для усиленного прогревания кромок шва, особенно при сварке высоколегированных сталей. Электрод задерживают на краях, чтобы не было прожога в центре шва или вытекания металла при сварке вертикальных швов. Во время круговых движений при поперечном перемещении электрода смотрите поверх «мостика» - границы ванны и шлака, потом на другую сторону и распределяйте ванну по кругу.

Нужно понимать, что расплавленная ванна следует за теплом. Когда вы передвигаете электрод вдоль линии сварки, присадочный металл электрода движется позади. Если металла вокруг недостаточно, вы оставляете подрезы. Подрез - это пустое место - канавка на краю шва ниже уровня металла (см. рис. 8, в). Чтобы избежать этого, надо контролировать границы ванны, утоньшая ее на поверхности.

Манипулировать ванной позволяет сила сварочной дуги. Когда электрод стоит вертикально, дуга давит на ванну вниз.

Это приводит к глубокому проплавлению основного металла и равномерно распространяет ванну вокруг кратера. Чем ближе к перпендикуляру по отношению к поверхности металла расположен электрод, тем менее выпуклым будет шов (рис. 24, а). Наклоняя электрод, мы отталкиваем ванну, а шов начнет подниматься - всплывать. Чем больше мы наклоняем электрод, тем шов выпуклее (рис. 24, б).

Рис. 24. Манипулирование сварочной ванной с помощью силы дуги:
а - глубокое проплавление металла; б - «всплывание» шва

Но здесь следует быть осторожным: если наклон слишком велик, дуга будет давить в направлении шва, делая ванну трудно управляемой. Поэтому используются разные углы наклона электрода.

Начинать сварку лучше всего при наклоне электрода от 45° до 90°. С таким углом работать удобнее, хорошо видна сварочная ванна.

Завершая шов, следует правильно заваривать кратер. Кратер является зоной с наибольшим количеством вредных примесей ввиду повышенной скорости кристаллизации металла, поэтому в нем наиболее вероятно образование трещин. Поэтому по окончании сварки не следует обрывать дугу, резко отводя электрод от изделия. Необходимо прекратить все перемещения электрода и медленно удлинять дугу до обрыва; расплавляющийся при этом электродный металл заполнит кратер. Другой метод: в конце шва прекратить перемещение электрода, задержав его на 1-2 с, чтобы заполнить кратер, затем сместиться по шву назад примерно на 5 мм и быстрым движением вверх и назад оборвать дугу.

При случайных обрывах дуги или при смене электродов применяют специальную технику повторного зажигания дуги, обеспечивающую начало сварки с хорошим сплавлением и внешним видом. В таких случаях дуга должна возбуждаться на передней кромке кратера, затем через весь кратер ее переводят на противоположную кромку, на только что наплавленный металл, и после этого снова вперед, в направлении проводившейся сварки. Если электрод при повторном зажигании дуги не будет достаточно далеко отведен назад, между участками начала и конца сварки останется углубление. Если же при повторном зажигании электрод отвести слишком далеко назад, то на поверхности сварного валика образуется высокий наплыв.

Классификация видов сварки

- Электродуговая сварка

- Газопламенная сварка

Физико-химическая сущность сварки металлов

- Сварка давлением

- Сварка плавлением

- Химический состав сварочного шва

- Роль защитных газов, флюсов и шлаков

- Свариваемость металлов

- Деформации при сварке

Особенности физических процессов при дуговой сварке

- Свойства сварочной дуги

- Магнитное дутье

- Образование сварочной ванны

- Деформации при сварке

Особенности физических процессов при газовой сварке

- Исходные данные

- Упрощенный расчет обмоток

- Расположение обмоток

- Проверка качества обмоток

Регулирование переменного сварочного тока

Контактно-точечная сварка

- Простой электрододержатель

Самодельные газовые горелки

- Горелка с вентилем ВК-74

• Конструирование любительских сварочных аппаратов

Проектирование сварочных аппаратов

- Исходные данные

- Конструктивные особенности сварочных трансформаторов

- Стандартная методика расчета сварочного трансформатора

- Упрощенный расчет обмоток

- Расчет нестандартного трансформатора

- Выбор сечения магнитопровода

- Подбор витков опытным путем

- Расположение обмоток

- Выбор обмоточного провода и изоляционных материалов

- Проверка качества обмоток

Особенности конструкций на различных магнитопроводах

- П-образный сварочный трансформатор

--- Изготовление самодельного магнитопровода

- Сварочные трансформаторы на магнитопроводе от ЛАТРов

--- Трансформатор с разнесенными плечами («ушастик»)

--- Тороидальный трансформатор из ЛАТРов

--- Изготовление самодельного тороидального магнитопровода

- Сварочный трансформатор из статора электродвигателя

- Сварочный трансформатор из... телевизора

- Другие типы сварочных трансформаторов

- Регулирование переменного сварочного тока

- Простой электронный регулятор сварочного тока

- Сварочный трансформатор с электронной регулировкой тока

- Простые выпрямительные устройства

- Выпрямитель с вольтдобавкой

- Регулирование постоянного сварочного тока

--- Выпрямитель - регулятор постоянного тока

--- Простой сварочный аппарат с регулятором тока

Контактно-точечная сварка

- Особенности конструирования любительских ЭСА

- Настольный аппарат точечной сварки

- Точечная сварка для домашней мастерской

Конструкции самодельных электрододержателей

- Простой электрододержатель

- Резьбовой электрододержатель

- Электрододержатель с рычажным фиксатором

- Электрододержатель со штоковым фиксатором

Самодельные газовые горелки

- Горелка с вентилем ВК-74

- Горелка, переделанная из ацетиленового газореза

- Горелка с вентилем от газового баллона

Изготовление металлических ворот, решеток, заборов

- Оконная решетка

- Забор из металлической сетки

- Металлические сварные заборы

- Ажурная решетка

- Плетение из металла

- Ограды из готовых кованых деталей

- Металл и камень

При сварке многослойного шва сначала проваривают его ко­рень ниточным валиком электродом диаметром 3-4 мм. Тщатель­ность наложения первого валика имеет важное значение для полу­чения прочного соединения при многослойной сварке. Затем про­изводят наплавку последующих слоев, предварительно очистив поверхность ранее наплавленных валиков от шлака. При V-образ­ной подготовке шва корень последнего подваривают также и с обратной стороны.

При многослойной стыковых Х-образных швов сначала проваривают корень шва с одной стороны электродами диаметром 3-4 мм, очищают шов от шлака и наносят второй слой электрода­ми большего диаметра. Затем изделие поворачивают, проваривают корень шва с другой стороны также электродами диаметром 3- 4 мм и накладывают второй слой в том же порядке. Предварительно шов очищают проволочной щеткой и, если нужно, прорубают зубилом канавку. После этого наносят попеременно то с одной, то с другой стороны разделки последующие слои электродами диаметром 5- 6 мм. Этим обеспечивается меньшее коробление изделия при свар­ке. Чтобы при наплавке вышележащих слоев обеспечивался доста­точный прогрев и отжиг ранее наплавленного слоя, толщина каж­дого слоя не должна быть более 4-5 мм.

Практически для многослойных швов установлены следующие соотношения между площадью поперечного сечения металла, на­плавленного за один проход, и диаметром электрода: для первого прохода (провар корня шва) Fx = (6 8)d3J[;

для последующих проходов Fu = (8 - 12)с? зл, где F, - площадь сечения шва для первого прохода, мм2;

F„ - площадь сечения шТза для последующих проходов, мм2;

d-ъп - диаметр проволоки электрода, мм.

Лазерная резка является чрезвычайно распространенным процессом во многих отраслях. Она используется на производственных предприятиях, для лазерной хирургии и даже в качестве инструмента искусства. Несмотря на это использование, резка вместе со …

Сварка – технологический процесс, используемый на многих производствах, для соединения деталей путем их нагрева и установления межатомных связей. Существует более ста видов сварки, которые классифицируются по различным признакам. Классификация по …

Такая технология гравировки, резки и раскроя материала использует лазер высокого уровня мощности. Лазерный луч, который сфокусирован, двигается в графической программе по траектории отрисованного эскиза. Используются разные материалы: двухслойный пластик, органическое …

Сварочные швы — участки сварного соединения, образующие в результате кристаллизации (затвердевания) расплавленного металла или в результате пластической деформации при сварке давлением или сочетания кристаллизации и деформации.

Разделение понятий сварочное соединение и сварочный шов необходимо потому, что последний, как связующая часть соединяемых элементов, определяет геометрическую форму, сплошность, прочность и другие свойства металла непосредственно в месте сварки.

Определяются свойствами металла самого шва и зоны основного металла, прилегающего к шву, с измененной структурой и во многих случаях с измененными свойствами зоны термического влияния. Необходимо учитывать и некоторую часть основного металла, прилегающую к зоне термического влияния и определяющую концентрацию напряжений в месте перехода от металла шва к основному металлу и пластических деформаций в зоне термического влияния, что отражается на характере и распределении усилий, действующих в сварном соединении.

Критерии для классификации

Сварочные швы подразделяются в зависимости:

— от формы сечения;

— от характера сопряжения свариваемых деталей;

— по внешнему виду;

— по выполнению;

— по количеству слоёв;

— по числу проходов;

От протяжённости;

— по направлению действующего усилия;

— по положению в пространстве;

— по назначению;

— от условий работы сварного изделия;

— по способу удержания расплавленного металла;

— по виду сварки;

— по применяемому для сварки материалу.

Классификация

В зависимости от формы сечения сварочные швы могут быть:



стыковыми; угловыми; прорезными (электрозаклепочными).

В зависимости от характера сопряжения свариваемых деталей различают следующие виды сварных соединений:



— стыковые соединения;



— угловые соединения;



— тавровые соединения;



— нахлесточные соединения;



— торцовые соединения.

Сварочные швы по внешнему виду подразделяются на:

— нормальные (плоские)

— выпуклые (усиленные)

— вогнутые (ослабленные).



Выпуклый сварной шов Нормальный сварной шов Вогнутый сварной шов

Выпуклые сварные швы лучше работают при статических (постоянных) нагрузках, однако они неэкономичны. Нормальные и вогнутые швы лучше подходят при динамических и знакопеременных нагрузках, поскольку за счет более плавного перехода от основного металла к сварному шву снижается вероятность возникновения концентрации напряжений, приводящих к разрушению шва.

По выполнению сварочные швы могут быть односторонними и двусторонними.



Односторонний шов Двухсторонний шов

По количеству слоев сварка бывает однослойной и многослойной, по числу проходов сварные швы бывают однопроходные и многопроходные.

Однослойный, однопроходный Многослойный Многопроходный

Многослойный шов используется при сварке толстого металла, а также чтобы уменьшить зону термического влияния.



Проход – однократное перемещение источника тепла в одном направлении при сварке или наплавке. Валиком называется часть металла сварного шва, которая была наплавлена за один проход.

Слой сварного шва – металл шва, состоящий из одного, двух или нескольких валиков, которые размещены на одном уровне поперечного сечения шва. При сварке каждый слой многослойного стыкового шва, кроме усиления и подварочного шва, отжигается при наложении следующего слоя. В результате такого теплового воздействия улучшается структура и механические свойства металла шва.

В зависимости от протяженности сварные швы бывают непрерывными и прерывистыми. Стыковые швы обычно делают непрерывными. Угловые швы могут быть выполнены:

— непрерывными;

— односторонними прерывистыми;

— двусторонними цепными;

— двусторонними шахматными;

— точечными.



По направлению действующего усилия

Согласно этому критерию сварные швы делятся на:

— продольные (фланговые) – направление действующего усилия параллельно оси сварного шва;

— поперечные (лобовые) – направление действующего усилия перпендикулярно оси сварного шва;

— комбинированные – сочетание продольного и поперечного швов;

— косые – направление действующего усилия размещено под углом к оси сварного шва.



По положению в пространстве швы подразделяются на:





По назначению сварочные швы бывают

— прочные;

— плотные (герметичные);

— прочно-плотные.

В зависимости от условий работы сварного изделия швы делятся на:

— рабочие, предназначенные непосредственно для нагрузок;

— нерабочие (связующие или соединительные), используемые только для соединения частей сварного изделия.

По ширине сварные швы подразделяются на

— ниточные с шириной шва равной или незначительно превышающей диаметр электрода, выполняются без поперечных колебательных движений сварочного электрода;

— нормальные с шириной

— уширенные, которые выполняют с поперечными колебательными движениями электрода.

По способу удержания расплавленного металла швы сварных соединений делятся:

— на швы выполненные без подкладок и подушек;

— на съемных и остающихся стальных подкладках;

— на медных, флюсо-медных, керамических и асбестовых подкладках;

— на флюсовых и газовых подушках.

По конфигурации сварного шва:

— прямолинейные;

— кольцевые;

— вертикальные;

— горизонтальные;

По виду сварки швы сварных соединений разделяют на:

— швы дуговой сварки (ГОСТ5264-80);

— швы автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом (ГОСТ 8713-79);

— швы дуговой сварки в защитных газах (ГОСТ14771-76);

— швы электрошлаковой сварки (ГОСТ15164 - 78);

— швы электрозаклепочные (ГОСТ14776 - 79);

— швы контактной электросварки (ГОСТ15878 - 79);

— швы газовой сварки;

— швы паяных соединений.

По применяемому для сварки материалу швы сварных соединений подразделяются на сварочные швы:

— углеродистых и легированных сталей (ГОСТ 5264-80; 14771-76; 15164-78; 8713 - 79 и др.);

— соединения цветных металлов (ГОСТ 16038 - 70; 14806 - 69);

— соединения биметалла (ГОСТ 16098 - 70);

— соединения винипласта и полиэтилена (ГОСТ 16310-70).