Методы и приемы сварки

Техника дуговой сварки – основные приемы

Содержание:

В сварочном процессе важно не только правильно подобрать электрод и способ сварки. Главное – это четкое соблюдение техники сваривания. В этот раз предлагаем рассмотреть технику дуговой сварки, которая включает в себя несколько важных моментов: движения электрода, режим сварки и пр.

Техника движений концом электрода.

Для проведения качественных работ сварщик прежде всего должен правильно двигать электродом, который перемещается в трех основных направлениях.

Первое движение делается параллельно центральной линии, чтобы длина дуги (l_д), рассчитываемая по формуле l_д= (0,5+l,l)d_э, оставалась на заданном уровне (здесь d_э – диаметр используемого электрода).

Длина дуги влияет на характеристики и качество получаемого шва. Когда применяется длинная дуга, происходит повышенное окисление с последующим разбрызгиванием металла, а в случае использования фтористо-кальциевых электродов соединение становится пористым.

Второе движение делается параллельно основной оси шва. Скорость подачи электрода, соответствующая силе тока, определяет качество соединения и форму шва. Слишком быстрая подача не даст металлу изделия прогреться, получая непровар. Малая скорость вызывает перегрев с появлением сквозных отверстий. Оптимальной считается скорость, при которой шов получается больше поперечного сечения электрода на 2-3 мм.

При третьем движении образовывается уширенный валик. Чтобы он правильно получился, кончиком электрода делаются колебания, которые могут быть различными и зависят от квалификации сварщика и его опыта (рис. 1).

Техника дуговой сварки во многом определяется наклоном электрода к шовной линии. Качественное проваривание с меньшим швом получается, когда применяется способ «углом вперед» (рис.2) .

Режим сварки.

Процессы, проходящие при сварке, называются режимами. Их принято разделять на основные, которые сильно влияют на шов, и дополнительные.

К основным можно отнести:

полярность тока;
параметры электрода;
напряжение;
скорость сварочных работ;
амплитуда колебаний электрода.

К дополнительным относятся:

скорость и способ подачи электрода;
исходный терморежим;
положение электрода.

На провар металла и получаемый шов оказывают влияние характеристики сварочных режимов. При повышении силы тока соответственно увеличивается проплавление, если скорость сварки неизменная. Такое явление объясняется увеличением удельной энергии при варьировании давления дугового столба.

Конфигурация шва зависит от тока. Неодинаковое количество вырабатываемой тепловой энергии на аноде и катоде приводит к тому, что обратная полярность обеспечивает глубину провара на 40-50% больше. Использование переменного тока вместо постоянного уменьшит проваривание на 15-20%.

При расчете глубины провара и его свойств техника дуговой сварки позволяет не учитывать напряжение, т.к. его влияние не очень сильное. Ширина шва пропорционально связана с напряжением на концах электродов – она повышается с увеличением вольтажа.

Швы различной длины.

Сварочные швы разделяются на 3 категории:

250-300 мм – короткие;
300 -1000 мм – средние;
1000 мм и выше – длинные.

Сварка коротких швов делается в одном направлении от начала до конца. Средние – обрабатываются частично. Основной критерий выбора участка обработки – кратность числу электродов. Работа ведется от середины шва к его концам.

В случае длинных швов, часто встречающихся при изготовлении больших емкостей и в судостроении, применяется одноступенчатый способ сварки в разбивку.

Сварка толстого металла.

В случае работы с толстостенным металлом рекомендуется применять «горку» (рис. 3, д). В этой ситуации на небольшом участке длиной не более 300 мм накладывается первый слой. После остывания он очищается от окалины и шлака, а затем сверху делается следующий, но уже в два раза длиннее. Следом наносится третий слой с отступом 200-300 мм от второго. В результате получается многошовное соединение по обе стороны от центра. Для сварки листов толщиной свыше 25 мм применяется каскадный метод – разновидность «горки».

Особенности стыковых соединений.

Стыки провариваются с одной или двух сторон с использованием подкладок для предотвращения прожигания металла. Подкладки могут быть несъемными, изготовленными из полос толщиной 2-3 мм и шириной 30-40 мм или съемными из тугоплавких материалов (медь, керамика).

Использование подкладок дает сварщику возможность избежать прожогов, что позволяет на треть увеличить ток, к тому же не нужно будет подваривать обратную сторону.

Методы и приемы сварки

Main Menu

Приемы сварки

Сварка изделий из листового металла.Изделия из листового металла толщиной до 1 мм сваривают без присадочного металла. Для этого после разметки и раскроя листов делают в месте сварки отбортовку. Сложенные вместе листы сваривают путем расплавления отбортовки пламенем сварочной горелки. Более толстые листы сваривают с применением присадочной проволоки.

Перед сваркой листы прихватывают в нескольких местах. Зазор между листами должен быть одинаковым по всей длине шва и соответствовать свариваемой толщине металла. Для того чтобы при постановке прихваток зазор не уменьшался за счет усадки металла прихваток, в зазор между листами устанавливают прокладки (обрезки листа, проволоку). После прихватки прокладки могут быть удалены. Прихватка должна производиться той же горелкой и той же проволокой, которыми будет свариваться данный шов.

Процесс постановки прихваток ведется в следующем порядке. Вначале металл листа в месте постановки прихватки нагревают до светло-красного каления, равномерно расплавляют кромки и наносят на них расплавленный металл присадочной проволоки. После этого пламя медленно отводят вверх, тем самым предупреждая резкое охлаждение металла. Пламя отводится в сторону лишь после охлаждения места прихватки до темно-красного цвета. Прихватки ставятся в порядке, указанном на фиг. 50. Они должны располагаться от края изделия на расстоянии не менее 10 мм. После наложения прихваток листы сваривают обратноступенчатым способом.

При сварке изделий из тонкого металла можно устанавливать листы, как показано на фиг. 45, г. Для соблюдения в процессе сварки постоянства первоначально установленного зазора в зазор между листами вставляют клин или скобу, которую по мере сварки шва передвигают -вдоль кромок листов. Для выравнивания кромок листов при прихватке и сварке можно пользоваться клиновыми прокладками, изображенными на фиг. 54, а. Прокладка 1 представляет собой пластину, вставляемую в зазор между соединяемыми листами. С одной стороны в круглые отверстия закладывается цилиндрический стержень 2, с другой — коническая оправка 3. При вбивании последней кромки листов оказываются зажатыми, чем предупреждается взаимное смещение листов.

Читать еще: Чем грозит отсутствие вентиляции в доме

Для стягивания кромок листовых конструкций может применяться болтовое стяжное устройство, показанное на рисунке.

Описанные приемы сварки изделий из листового металла могут применяться как при изготовлении плоских конструкций, так и обечаек цилиндрических сосудов.

При соединении днища с обечайкой перед сваркой ставят прихватки в порядке, указанном на рисунке. Такой порядок постановки прихваток уменьшает коробление изделия, так как оно нагревается более равномерно. Таким же образом соединяются между собой обечайки. Продольные швы обечаек не должны располагаться на одной линии.

При изготовлении коробчатых изделий вначале свариваются угловые швы 1, 2 я 3 боковых стенок. Затем стенки привариваются к днищу швами 4, 5, 6 и 7. Изготовление ящика заканчивается сваркой вертикального шва 8. При указанном порядке сварки достигается наименьшее коробление изделия.

При заварке трещин необходимо предварительно на их концах просверлить отверстия сверлом диаметром 5—8 мм для того, чтобы при нагреве трещина не распространялась дальше (в деталях из малоуглеродистой стали концы трещин можно не засверливать). Конец трещины легко обнаруживается при снятии зубилом и тонкой стружки. Если стружка не раздваивается, то это указывает на то, что трещины в данном месте нет.

При толщине металла более 5—б мм трещину разделывают в зависимости от толщины с одной или двух сторон. Трещина заваривается от средины к краям. Если трещина имеет длину более 500 мм, то сварку целесообразно вести обратноступенчатым способом участками длиной 150—200 мм.

Кромки трещины перед сваркой должны быть зачищены до металлического блеска.

Приемы заварки трещины зависят от конфигурации детали и ее характера. Трещины длиной до 200 мм можно сваривать без прихваток. При длинных трещинах требуется простановка прихваток, чтобы при сварке не уменьшался зазор между кромками разделанной трещины. Иногда прихватки заменяют расклиниванием. Для этого в трещину посередине загоняют клин, вследствие чего она раздается. Трещину заваривают от каждого конца к клину. После этого клин выбивают и заваривают оставшийся участок. Если трещина выходит на край кромки детали, то сварку начинают от точки 1 и ведут к точке 2. Затем заваривают оставшийся участок 2—3 от точки 3 к точке 2. Расстояние между точками 2—3 должно быть равно примерно 1/3 общей длины трещины.

Небольшие трещины на тонком металле, например на крыле автомобиля, могут завариваться в одном направлении. При заварке крыла автомобиля после наложения небольшого участка шва производится проковка его с целью сохранения профиля крыла.

При заварке малых толщин (0,8-1,2 мм) колебательных движений горелкой и проволокой не делают.

При постановке заплат необходимо, чтобы материал заплаты соответствовал основному металлу по толщине и марке стали; углы отверстия и заплаты должны быть закруглены, так как при сварке заплат с острыми углами возникают трещины, начинающиеся от углов.

В основном металле и в заплате делают требуемый скос кромок. Размер заплаты берется таким, чтобы получить соответствующий зазор.

Кромки очищаются от ржавчины и грязи. После пригонки заплата закрепляется прихватками через каждые 200—250 мм. Сварка производится в порядке. Заплате придают выпуклую форму. Во время сварки такая заплата будет свободно деформироваться. После сварки нагретую заплату ударами молотка выправляют. Это предупреждает образование трещин от усадки при остывании металла шва.

Сварка труб. Сварка труб применяется при изготовлении нефтепроводов, керосинопроводов, газопроводов, водопроводов и других трубчатых конструкций.

Трубы соединяются между собой чаще всего в стык, так как стыковое соединение требует простой подготовки кромок, наименьшей затраты времени и газов. При толщине стенок до 5 мм сварку можно производить без скоса кромок, а при большей толщине делают скос от 70 до 90°, оставляя притупление от 1,5 до 2,5 мм. Притупление необходимо для того, чтобы при сварке кромки не проплавлялись и расплавленный металл не протекал внутрь трубы. Но и при наличии притупления кромок сваривать нужно с большим вниманием, не допуская ^прожога кромок. Иногда для удобства сварки внутрь труб вставляют кольца, облегчающие сборку и сварку труб. Постановка кольца нежелательна из-за того, что оно уменьшает внутреннее сечение трубы в месте соединения труб и тем самым создает излишнее сопротивление движению газа или жидкости. Для того чтобы не уменьшать внутреннего сечения трубы, применяют соединение враструб (фиг. 61, в), но оно нежелательно, так как требует специальной подготовки одного конца трубы. Иногда для усиления стыкового шва ставят муфты либо отдельные накладки.

Перед сборкой труб для сварки в стык необходимо проследить, чтобы кромки их не были погнуты, а сами они — забиты.

Трубы соединяются с помощью прихваток длиной 30—50 мм и высотой, равной 2/3 толщины стенки трубы. При диаметре труб до 300 мм ставят три-четыре прихватки, а при большем диаметре число прихваток увеличивают. Порядок постановки их такой же, как и при сварке днищ. Первая прихватка обычно ставится внизу. Прихватки должны выполняться тщательно, так как плохо выполненные прихватки будут ухудшать качество сварного шва.

Сваривать трубы можно как левым, так и правым способами, причем желательно варить в нижнем положении, непрерывно поворачивая трубу (поворотный стык). Ванночка расплавленного металла должна находиться немного ниже верхней точки и трубы, чтобы получить усиление шва, равным У4 толщины стенки трубы.

При сварке поворотного стыка труб диаметром 200—300 мм и более для уменьшение внутренних напряжений швы накладывают отдельными участками в порядке, показанном на фиг. 62, а. При трубах большего диаметра сварку могут вести одновременно два сварщика. Сначала .сваривают верхнюю часть трубы на участках 1 и. 2, а затем трубу поворачивают и одновременно сваривают участки 3 и 4. Стык труб, который нельзя почему-либо поворачивать, называется неповоротным. Неповоротные стыки труб диаметром до 100 мм заваривают в следующем порядке: вначале выполняется шов на нижней половине трубы, а затем — на верхней при обратном направлении. Начало и конец шва верхней половины трубы должен перекрывать шов нижней половины для того, чтобы валик шва получился равнопрочным по всей окружности стыка. Трубы большого диаметра варят в порядке, указанном на рисунке.

Читать еще: Из какого кирпича строить бассейн

Следует отметить, что в настоящее время газовой сваркой соединяют трубы относительно небольшого диаметра — до 100—120 мм с малой толщиной стенки (3—4 мм). Трубы же большего диаметра, как правило, соединяются с помощью дуговой сварки.

Для «изготовления различных узлов из тонкостенных труб нужно придерживаться определенного порядка наложения швов, чтобы получить наименьшие деформации. На фиг. 64 приведена последовательность сварки тонкостенных труб из низколегированной хромокремнемарганцевой стали марок 20ХГСА, 25ХГСА и др. Для невидимых швов).

Усиления прочности сварных узлов применяются косынки, вставляемые в прорезы труб. Косынки привариваются к трубам в последовательности, указанной на фиг. 64.

Кромки трещины перед сваркой должны быть зачищены до металлического блеска.

Методика и тонкости работы при сварке покрытым электродом: режимы и техника ручной дуговой сварки

Ручная дуговая сварка остаётся самой популярной среди профессионалов и любителей, благодаря ряду факторов: мобильность – для работы не требуются баллоны, газовые редукторы, шланги и другие дополнительные средства; универсальность – можно соединять между собой различные металлы и сплавы; простота освоения – технологические приёмы давно известны, доступно большое количество литературы, благодаря которой специалист с небольшим опытом сможет положить качественный шов.

Основы РДС. Плюсы и минусы

Создание неразъёмных конструкций при помощи РДС основано на расплавлении кромок деталей с одновременным заполнением сварочной ванны жидким металлом покрытого электрода. Защита осуществляется при участии обмазки, которая при нагревании закрывает рабочую зону плёнкой и смесью газов, вытесняя вредные примеси и кислород.

Благодаря этому, работы можно проводить как в помещении, так и на улице. Влияние ветра при этом минимально в отличие от сварки в среде защитных газов. Кроме самого сварочного аппарата и электродов, ничего не требуется, поэтому быстрое перемещение оборудование по площадке не вызывает трудностей.

Минусом можно считать сложность работы с вертикальными и потолочными швами, сварщику в этом случае требуется иметь некоторый опыт и соответствующую квалификацию.

Также отрицательным моментом признаётся низкая производительность труда по сравнению с применением полуавтоматического оборудования.

Три основных типа соединений

ГОСТ 5264-80 описывает все типы стандартных соединений, используемых на производстве. Если используются стыки, которые не описаны в перечне, то в сопроводительной документации (чертеже) конструктор делает сноску с обозначением параметров шва.

Стыковое – применяют при сварке листов, плоских деталей. Бывают: с отбортовкой кромок, с разделкой или без, на съёмной или постоянной подкладке.
Угловое – для соединения элементов, при котором кромка одного из них упирается в плоскость второго под углом, отличном от 0 градусов.
Нахлёсточное – используется при монтаже деталей, при этом сторона одной накладывается на плоскость другой.

Типы сварных соединений

Основная цель создания неразъёмного соединения – обеспечение достаточной прочности для эксплуатации металлоконструкции.

Как правильно выбрать диаметр электрода

Условно можно разделить толщины свариваемых деталей на три группы:

тонкие – до 2 мм. Для работы выбирают электроды 2-3 мм;
средние – от 2 до 20 мм. Используют электроды от 3 до 4 мм;
толстые – свыше 20 мм. Корень шва может провариваться электродами 3-4 мм, а затем рекомендуется работать с пятимиллиметровыми.

Важно: при одном и том же токе тонкий электрод даёт больший провар основного металла, чем толстый. Но производительность работы снижается: приходится чаще их менять.

Для облегчения сварки в вертикальном и потолочном положениях лучше использовать электроды не толще 4 мм.

Примерная стоимость электродов на Яндекс.маркет

Принцип подбора сварочного тока

При выборе параметров сварки следует ориентироваться:

на толщину металла;
на диаметр электрода;
на положения будущего шва – горизонтальное, вертикальное, потолочное.

Производители электродов размещают на упаковке таблицу с рекомендованными параметрами, но при сварке разных сплавов значения могут быть другими. Для более точного подбора тока лучше попробовать разные режимы на обрезках металла, ориентируясь на указанные в таблице.

При сварке в вертикальном положении ток уменьшают на 10-15%, а для создания потолочных швов – на 20-30%.

Два способа зажигания сварочной дуги

В начале работы нужно зажечь дугу. Для этого применяют два способа:

постукиванием электрода об основной металл – нужно коснуться кончиком поверхности и при появлении столбика дуги отвести стержень на расстояние, при котором он будет устойчиво гореть;
чирканьем – электрод нужно провести по металлу, как спичкой по боковине коробка до его загорания, и также отвести на нужное расстояние.

Важно: электроды, кончики которых покрыты графитом (в виде тёмно-серых колпачков), зажигаются легче.

В процессе сварки приходится отрывать стержень и прерывать процесс. Чтобы снова легко можно было зажечь электрод, нужно обломать выступающую обмазку для обнажения металлического стержня.

Скорость сварки. Длина дуги

Скорость сварки зависит от величины тока и диаметра электрода. Тонкие металлы следует варить быстро, чтобы избежать прожига. Толстые, наоборот, медленно для обеспечения хорошего провара. В каждом случае скорость ведения электрода определяется индивидуально.

Также влияние оказывает наклон стержня – углом вперёд, назад или под 90 градусов:

углом вперёд – устанавливается наклон 30-50 градусов. Обеспечивается надёжная защита сварочной ванны. Если впереди образуется много шлака, то угол уменьшают. Глубина провара при этом способе минимальна;
90 градусов – степень проплавления деталей средняя. Применяют при невозможности вести электрод иным способом;
углом назад – обеспечивается максимальный провар основного металла. Защитный шлак движется вслед за электродом, не мешая работе. Применяется чаще всего в нижнем положении, при создании корневых швов.

Читать еще: Методический материал по сварке

Длина дуги определяется расстоянием между кончиком электрода и кромками металла:

короткая – в среднем 3-4 мм. Обеспечивается максимальное проплавление детали и устойчивое горение. Используется чаще всего;
длинная – свыше 4 мм. Даёт минимальный провар. Поскольку дугу сложно удержать и при этом возникают трудности с формированием шва, от сварщика требуется опыт и высокая квалификация. Применяется при сварке тонких деталей во избежание прожогов.

Чтобы создавать качественные швы, нужна тренировка. Для этого рекомендуется перед проведением работ потренироваться на ненужных деталях, экспериментируя с настройками аппарата, скоростью ведения электрода и его положением относительно направления сварки.

Техника, основные приемы ручной дуговой сварки

При создании шва в нижнем положении применяются стандартные приёмы. Чаще всего применяют три:

Ведение электрода вдоль кромок с минимальными колебаниями – используют при сварке угловых соединений, стыковых и нахлёсточных, при монтаже труб (формирование коренного шва). При этом нужно захватывать кончиком обе кромки и не задерживать электрод в середине стыка.
Перемещение «ёлочкой» – применяется при сварке последующих швов (после корня) и облицовочных (наружных).
Способ «восьмёркой» – при таком способе происходит максимальное проплавление кромок, поскольку электрод задерживается на них. Годится для сварки толстых заготовок.

Если применяется сварка «ёлочкой» вертикальных швов, то возможны 2 варианта – полуокружности направлены либо вверх, либо вниз. В первом случае удобно поддерживать стекающий металл, но сложнее удержать дугу. Оптимальный способ выбирается исходя из предпочтений сварщика.

Какие хитрости используют сварщики

Для облегчения сварки в разных положениях применяются способы:

использование подкладки – удобно для соединения тонких деталей. Подкладку можно удалить после работы, тогда лучше устанавливать медные пластины, которые не прилипнут к стали. Если убирать не нужно, то кладут обычные листовые обрезки. Так можно заплавлять ненужные отверстия, сваривать тонкие (0,8-1 мм) детали;
сварка листов с помощью электрозаклёпок – в случае, когда не нужна герметичность соединений, можно просверлить в одном из листов отверстия диаметром 3-4 мм, наложить один на другой и заварить отверстия. Коробление деталей будет минимальным;
если во время монтажа между деталями образовались крупные зазоры, то можно либо подложить в щели электрод без обмазки, либо разобрать элементы и произвести наплавку на торцы. Второй способ предпочтительнее;
изменение полярности – при сварке тонких листов рекомендуется использовать обратную полярность (минус на заготовке) – риск прожечь деталь будет меньше. Для глубокого проплавления кромок варить лучше на прямой – минус на электроде. Важно обращать внимание на тип электродов, некоторые марки не допускают изменения полярности;
сварка вертикальных швов сверху вниз – ряд производителей выпускает электроды, которыми можно варить в любых направлениях, в том числе на спуск. Пример: универсальные OK 46.00 (для обычных сталей), OK 61.20 (для нержавейки).

Чтобы избежать деформации детали после сварки, нужно правильно их собрать. По окончании прихватывания торцов металлоконструкция должна быть жёсткой.

Советы по выбору оборудования

До покупки аппарата нужно определить:

какие работы требуется выполнять – для бытовых нужд достаточно приобрести небольшой инвертор, выдающий на выходе ток 190-200 ампер. Этого хватит для сварки листового металла, уголков, арматуры на даче или в гараже. Такие аппараты не требуют сети 380 вольт, удовлетворительно переносят просадки напряжения, их вес и габариты позволяют работать на высоте;
толщины свариваемых деталей – чтобы соединять толстые заготовки, требуется профессиональное оборудование. На выходе потребуется большой ток – более 200-250 ампер. Особенно это важно для длительных операций: наплавок, создания габаритных конструкций. Но мощные аппараты вынудят оборудовать участок промышленным электрощитом с напряжением 380 В;
требуется ли универсальный аппарат – если впоследствии нужно будет использовать аргонодуговую или полуавтоматическую сварку, то есть смысл обратить внимание на комбинированные инверторы: такие, которые позволяют подключать соответствующие горелки и газовое оборудование. Они стоят дороже, но позволят окупить себя благодаря выполнению множества вида работ.

Совет: рекомендуется приобретать аппараты фирм, зарекомендовавших себя на рынке. Важен срок гарантии производителя. Ряд компаний уверяет, что их продукция способна прослужить до 5 лет.

При покупке нужно обратить внимание на дополнительные функции:

Форсаж дуги – при скачках напряжения электроника самостоятельно увеличивает величину тока, уменьшая вероятность залипания электрода.
Защита от перегрева – внутри корпуса установлен датчик, отключающий аппарат при приближении температуры к критической. Благодаря этому предотвращается повреждение электронных элементов.
Горячий старт – облегчает зажигание электрода. В момент прикосновения к детали сварочный ток на короткое время увеличивается выше установленного значения, а затем уменьшается до нормального.

Примерная стоимость аппаратов для дуговой сварки на Яндекс.маркет

В комбинированных аппаратах число настроек может быть большим, но они касаются других режимов. В них имеется переключатель:

MMA – обозначение ручной дуговой сварки (РДС);
MIG – режим полуавтомата (ПА);
TIG – аргонодуговая сварка (АДС).

В режиме РДС переключатели, касающиеся иных способов (ПА, АДС), работать не будут.

Получение качественных швов с применением РДС возможно при соблюдении технологий сварки. Нужно правильно подготовить детали: разделать кромки, подобрать тип и диаметр электродов, установить величину тока. Один из признаков хорошего шва – быстро отслаивающаяся шлаковая корка. В некоторых случаях она сама отделяется от поверхности после остывания. Сам шов должен быть чистым: без свищей, пор и подрезов.