Способы сварки вертикальных швов

Способы сварки вертикальных швов

Сварные швы классифицируют по множеству параметров. Главными характеризующими признаками являются тип соединения и положение в пространстве. По типу соединения их делят на стыковые и угловые.

Располагаться в пространстве они могут строго горизонтально (нижние), вертикально или под углом к горизонту. Сварка нижнего шва самая простая. В этом режиме легче всего контролировать состояние сварочной ванны, а значит и качество соединения.

При выполнении прочих швов, в том числе вертикальных, требуется определенный навык и необходимо знать методы сваривания металлов и их сплавов в том или ином положении.

Проблемы вертикального сваривания

Сварочный процесс заключается в расплавлении металла деталей, которые соединяются между собой после остывания. С горизонтальными видами сварки все просто, главное — научится поджигать дугу и правильно вести шов. Но как быть с вертикальными видами? Под воздействием притяжения металл постоянно течет и очень непросто контролировать сварочную ванну. В итоге получаются неровные соединения, сформированные каплями и подтеками.

При сварке в вертикальном положении возможны такие проблемы, как непровар металла или, наоборот, подрезка. Они возникают вследствие выбора не соответствующего по силе тока. При непроваренном металле расплав разбрызгивается вокруг и растекается по поверхности. Подрезка образуется в виде канавки в шве, когда слишком мощная дуга вырезает материал из зоны сварки.

Еще одна проблема вертикального шва образуется при длительной задержке дуги на одной точке. Сварочная ванна как бы «выпадает», образуя прожоги в заготовках.

Каким образом можно избежать брака в соединении при вертикальном сваривании и что за приемы подойдут в таком случае?

Виды соединений

Сварщик может накладывать шов с одной стороны или с двух, в последнем случае это увеличивает надежность, но бывает иногда затруднительным. Тогда силы компенсируются, не происходит разломов или деформаций. Также есть 4 классических типа сваривания в зависимости от расположения двух частей изделия:

  • встык – заготовки находятся двумя краями близко друг к другу, без зазоров;
  • тавровое – перевернутая буква «Т», то есть на горизонтальную плоскость прикладывается вертикальная;
  • внахлест – одна металлическая плашка накладывается на другую;
  • угловое – наиболее трудное, потому что надо добиться правильного угла при соединении.

Расскажем подробнее. Или можно посмотреть этот видеоурок:

Встык

В основном применяется при работе с листами или трубами. Зазор должен составлять не более 1-2 мм (здесь будет находиться расплавленный металл). Сами элементы должны быть жестко зафиксированы. Иногда требуется предварительный задел кромок (их скос, чтобы получилось углубление для наплавления) – при толщине стали более 4 мм. Учтите, что чем глубже полость, чем лучше соединение, но сам процесс затрачивает больше электродов (присадочной проволоки на полуавтомате) и длиться дольше. При очень большой ширине заготовки понадобится сделать несколько последовательных проходов. Многослойный шов может заполняться пластами или точечными приварами, как на этом схематическом изображении:

Внахлест

Подходит для листов, имеющих не более 8 мм в толщину. Они накладываются один на второй и провариваются с двух сторон, в обратном случае образуется зазор, в котором может возникнуть очаг коррозии.

Здесь основная особенность – в угле наклона электрода. Он должен находиться под 15-45 градусов от верхней поверхности. Если меньше, то шов получится на нижней плашке, больше – на верхней. В любом случае не будет надежного контакта.

Как сваривать вертикальный шов при тавровом или угловом соединении

Технология в обоих случаях остается прежней, визуально изделия напоминают букву «Т» в первой ситуации, и «Г» – во второй. Иногда требуется обработка заранее, это зависит от того, насколько толстые заготовки. Рассмотрим в таблице:

Вертикальный шов

При сваривании в месте плавления образуется капля жидкого металла, которая под действием силы тяжести будет двигаться по направлению к земле. На вертикальных поверхностях – сверху вниз. Стекание капли металла будет затруднять формирование сварочного шва. Потому «вертикальная» сварка имеет ряд особенностей.

Главный принцип – расплавленный в месте сварки металл должен быстрее, чем обычно, кристаллизоваться. Это возможно, если его капля будет минимального размера. Добиться такого результата можно за счет уменьшения длины электрической дуги и коротким движением электрода вверх или в сторону.

Направление сварного шва может быть как сверху вниз, так и снизу вверх. Необходимо учитывать, что тепло от электрической дуги поднимается. Потому опускаясь вниз, нужно будет увеличить силу тока.

Рекомендуется вести его вверх, тогда застывший кратер металла снизу, будет удерживать верхний. Положение электрода не имеет особого значения. Его наклон может быть как вверх, так и вниз. Удержание его с наклоном вниз обеспечивает больший обзор и возможность контролировать распределение капель и формирование шва. Недостаток такого способа – это грубая чешуйчатая его поверхность.

Наплавленный металл стек вниз

Если условия проведения работ не позволяют сваривать снизу вверх, то применяют обратное направление формирования шва. При этом электрод сначала ставят перпендикулярно по отношению к плоскости свариваемых деталей. При появлении капли жидкого металла положение электрода меняют и держат его с наклоном, так чтобы между свариваемыми поверхностями и ним образовался острый угол, направленный своим концом вверх. Такое положение позволяет удержать каплю от стекания короткой электрической дугой.

Если капля удерживается с трудом или падает, то следует увеличить скорость перемещения электрода и силу тока, а также несколько расширить шов, двигая электрод из стороны в сторону. Это способ «вертикальной» сварки легче, но качество соединения будет хуже. Есть также опасность, что расплавленный металл не удержится дугой и силой поверхностного натяжения, и потечет.

Как варить вертикальный шов

Статьёй «Как варить вертикальный шов» продолжается серия, посвящённая электросварке. На сайте уже имеются следующие статьи:

Заголовки статей раскрывают их содержание. В последней статье, кроме того, описываются дефекты, возникающие в процессе электросварки, и методы их устранения.

Прежде, чем приступить к изучению технологии выполнения вертикального сварочного шва, рекомендуем ознакомиться с указанными выше статьями (рассмотренные в них вопросы здесь повторяться не будут). Если возникнут дополнительные вопросы (например, связанные со сварочными аппаратами, масками, электродами и т. п.), то рекомендуем воспользоваться сервисом «Поиск по сайту». Можно задать вопрос в разделе «Комментарии» и администрация сайта обязательно даст ответ в самое ближайшее время.

Предварительные общие замечания

До выполнения сваривания деталей необходимо подготовить металл. Разделка кромок выполняется в соответствии с толщиной свариваемых деталей и типом соединения. Подготовленные детали фиксируют в необходимом (заданном конструкторской документацией) взаимном расположении. Для этого их соединяют короткими поперечными швами («прихватками») с шагом в несколько десятков миллиметров. Прихватки не позволяют деталям смещаться друг относительно друга.

Во время сварки деталей вертикальным швом расплавленный металл из сварной ванны, под действием собственного веса, будет сползать вниз. Для исключения отрывания капель, следует применять как можно более короткую дугу. Чтобы этого добиться, необходимо кончик электрода подвести по возможности близко к сварной ванне. Если используется не залипающий сварочный электрод, то следует опирать его на одну из свариваемых деталей.

Читайте также  Крепление стропил к стене

Вертикальный шов можно варить «сверху-вниз» или «снизу-вверх».

Вертикальный шов «снизу-вверх»

Заметим, что удобнее варить вертикальный шов электросваркой с движением электрода «снизу-вверх». Связано это с тем, что в этом случае электродуга «толкает» сварную ванну вверх и препятствует её опусканию вниз. Это значительно упрощает получение качественного шва. Схема выполнения такого сварного шва показана на рисунке.

Вертикальный шов «снизу-вверх без отрыва». Показано положение электрода и варианты движения его кончика.

В следующем видеоролике показано, как правильно варить вертикальный шов электросваркой с движением электрода «снизу-вверх без отрыва». Продемонстрирована техника создания короткого валика:

  • движения электрода происходят только вверх-вниз;
  • отсутствуют горизонтальные смещения.

В результате, получается очень плоский шов.

В следующем видеоролике показано, как правильно варить вертикальный шов электросваркой с движением электрода «снизу-вверх c отрывом». Такой технологический приём может быть более удобен для начинающих, т. к. за время отрыва сварочного электрода металл успевает остыть. Допускается, для упрощения, опирать электрод на полочку сварного кратера. В этом же видеоролике даётся много общих полезных для сварщика советов. Например, показано влияние силы тока на форму шва. В общем случае, сварочный ток должен быть на 5…10 А меньше рекомендованного для выбранных типа электрода и толщины металла. Но, как показано в видео, это не всегда справедливо и определяется, в основном, экспериментально.

Вертикальный шов «сверху-вниз»

Сварка с движением электрода «сверху вниз» применяется при соединении, главным образом, тонких листов металла. При сварке этим способом тепло сварочной дуги стремится вверх (не обогревая сварную ванну). Поэтому, для получения хорошего проплавления шва, ток следует устанавливать несколько большей величины (на 5…10А), чем при сварке с движением электрода «снизу-вверх».

Техника сварки «сверху-вниз» значительно сложнее предыдущей, и поэтому остановимся на ней более подробно. При выполнении вертикальных швов с движением электрода «сверху-вниз» он располагается перпендикулярно к свариваемой поверхности. После поджига дуги и образования первых капель расплавленного металла, его наклоняют вниз и продолжают расплавлять основной металл. Медленно перемещая электрод (и продолжая поддерживать короткую дугу) его кончиком следует препятствовать стеканию металла из сварной ванны. Одновременно, кончик следует отводить в сторону и вниз, т. е. необходимо выполнять поперечные колебательные движения. Это будет способствовать застыванию наплавленных капель и формированию шва. При этом не следует допускать длительной концентрации тепла в одном каком-нибудь месте.

Вертикальный шов «сверху-вниз без отрыва». Показано положение электрода и варианты движения его кончика.

Дефекты сварных швов

При выполнении сварочных работ возможны (особенно у начинающих сварщиков) дефекты сварных швов. Причём, некоторые из них критичны, некоторые — нет. Этой теме мы на сайте уделили достаточно внимания и сейчас повторять не будем.

Сейчас мы остановимся только на дефектах, которые характерны для вертикальных швов. Они появляются при неправильном выборе силы тока и величины дуги. В таблице приведён их схематический внешний вид и указаны вызвавшие их причины.

С другими видами дефектов, возникающих при проведении электросварки, и способах их устранения можно ознакомиться в статье «Сварка металлоконструкций» . В заключение, предлагаем посмотреть ещё один видеоролик о вертикальной сварке. Желаем успехов!

Как сварить шов встык?

Давайте начнём изучение как варить вертикальный шов. Стыковое соединение применяется, как правило, в случае, если необходимо соединить между собой листовой металл или торцевые части труб. Заготовки следует расположить друг относительно друга таким образом, чтобы между ними оставался незначительный зазор, величина которого не должна превышать 2 мм. Если есть возможность, то их следует жестко зафиксировать при помощи струбцин. В процессе проведения сварочных работ зазор будет заливаться расплавленным металлом.

Подготавливают соединения по одной из следующих технологий:

  • Если элемент обладает толщиной от 4 до 12 мм, то края следует зачищать одним из удобных способов. Разделку кромки нужно будет производить только на одном элементе. При толщине порядка 8-10 мм зачистку осуществляют в форме латинской буквы V. Другие разделки технологически более сложные, поэтому к ним прибегают довольно редко;
  • При получении сварных стыков при толщине металла свыше 12 мм, в обязательном порядке изготавливают двойной шов, так как такую толстую заготовку прогреть и расплавить только с одной стороны не представляется возможным. Обрезают кромки по двусторонней технологии в форме буквы Х, так как обыкновенная разделка приводит к слишком большому разрезу металла.

Сварка вертикального шва

Перед началом работ необходимо определиться с тем, какой шов требуется выполнить. Существует несколько основных типов швов:

  1. Сварка плоских листовых соединений.
  2. Вертикальный шов.
  3. Угловое сварочное соединение.
  4. Сварка трубчатых соединений.

Во время выполнения вертикальной сварки и получения четкого и ровного шва должна соблюдаться схема процесса. Для этого подготовленные детали должны быть четко зафиксированы. С помощью прихваток необходимо скрепить их по краям в 3-4 местах. К деталям требуется закрепить массу с помощью зажима. Наклон электрода должен составлять 70-75° относительно поверхности.

Для того чтобы правильно варить вертикальный шов электросваркой, необходимо периодически производить вращательные движения, которые помогут сгребать расплавляющийся металл в точку соединения 2 деталей. Окончание электрода должно находиться точно в середине шва. Процесс сварки нужно вести снизу вверх, прилепляя каплю за каплей. Это поможет постепенно заливать зазор расплавленной электродной проволокой.

Соблюдение правильного угла позволит равномерно стекать расплавленной электродной проволоке. Чем более равномерно будет она стекать, тем ровнее и качественнее получится шов.

После того как поверхность шва остынет, с помощью молотка необходимо отбить шлак с поверхности деталей. Он образуется в процессе работы от продуктов горения металла. Шов готов, но чем чаще будут производиться сварочные работы, тем более аккуратным и качественным будет он получаться.

Сварочное соединение состоит из следующих элементов:

  1. Непосредственно сварной шов – зона стыка деталей.
  2. Зона сплавления.
  3. Зона термического влияния сварочного аппарата – это участок металла, где заметны термические изменения в результате воздействия сварки.
  4. Основной металл – остальная площадь металлических деталей, которые соединили с помощью сварки.

При выполнении сварки в несколько слоев, выделяют также корневой шов – это самый первый сварочный слой, расположенный глубже других. При его выполнении воздействие должно быть максимальным и по возможности – непрерывным.

Сварные швы классифицируют по нескольким основным признакам – в зависимости от вида стыка, сечения, пространственного расположения, и т. д. Каждый шов применяется в зависимости от общей идеи конструкции, целесообразности, и других условий.

По виду соединения

  • Стыковые швы

Стыковочные или стыковые швы – самые простые и распространенные. Они образуются, когда две детали соединяют их торцевыми поверхностями. Благодаря методу стыковки расход металла получается меньший, чем при использовании других способов соединения деталей.

Шов в данном случае может быть:

  • Односторонний со скосом кромки – рекомендуется при сварке деталей толщиной 8-25 мм. Самый популярный вид скоса – V-образный, но иногда используется и U-образное соединение.
  • Односторонний без скоса кромки – применяется при сваривании листов металла толщиной до 4 мм.
  • Двусторонний со скосом кромки – толщина от 12 мм. В этом случае чаще всего применяется X-образное скашивание кромок, которое требуется меньшего расхода металла в сравнении с V-образным.
  • Двусторонний без скоса кромок – при сваривании деталей толщиной до 8 мм.
Читайте также  Машинка для вышивки на ткани

  • Тавровые швы

Они образуются, когда два листа металла, или другие металлические детали соединяют в виде буквы «Т». Одна часть будущей конструкции прислоняется торцом к боковой поверхности другой части. Тавровые соединения также могут быть без скоса кромок, с односторонним или двусторонним скосом.

  • Нахлесточные швы

Используются, когда две детали необходимо расположить в параллельных плоскостях, чуть внахлест по отношению друг к другу. Такие швы рекомендуется использовать при сварке листов толщиной от 10 мм. Сваривают детали с обеих сторон.

  • Угловые швы

Образуются, если детали соединяют под прямым или любым другим углом. Иногда для прочности такие швы делают с обеих сторон соединения. В зависимости от толщины деталей, они могут быть со скошенными кромками, или без них.

Угловые швы также делятся по протяженности сварочных отрезков (участков воздействия сварки) на:

  • Непрерывные – сплошной сварочный шов.
  • С шахматным расположением сварочных отрезков – участки воздействия сварки на одной стороне противоположны участкам с другой стороны.
  • Цепные – участки сварки с обеих сторон стыка расположены одинаково.

По степени выпуклости

Принято считать, что сварной шов должен быть ровным и практически незаметным. Однако глубина или вогнутость шва зависит в первую очередь от типа сварного соединения и выбранного режима сварки.

По этому признаку швы делятся на следующие виды:

  • Выпуклые – рекомендованы при статическом режиме сварочного аппарата. Это так называемые усиленные швы.
  • Нормальные – с минимальной выпуклостью.
  • Вогнутые, или ослабленные – используются при угловых соединениях. Браком является наличие вогнутого шва при стыковом соединении конструкции.

По умолчанию подразумевается, что все соединения должны быть усиленными и слегка выпуклыми. Вогнутый шов должен быть обозначен на чертеже будущей конструкции.

По количеству проходов

Многопроходной сварочный шов.

По числу проходов сварочным аппаратом и слоев швы могут быть:

  • Однопроходными (или однослойными).
  • Многопроходными (многослойными).

Под термином «слой сварного шва» подразумевается количество металла, наплавленного за один проход сварочным аппаратом (сварочных валиков).

По действующему усилию

По этому критерию сварные швы подразделяются на несколько видов:

  • Фланговые – действующее усилие параллельно области шва.
  • Лобовые – усилие аппарата направлено перпендикулярно.
  • Косые – усилие идет под углом менее 90 градусов.
  • Комбинированные – совмещают в себе несколько видов.

По конфигурации и положению в пространстве

По этому признаку все швы можно разделить следующим образом:

  • Кольцевые – используются для сварки цилиндрических деталей, сваривание идет только снаружи.
  • Прямолинейные.
  • Вертикальные – шов расположен в вертикальной плоскости.
  • Горизонтальные – сварка идет в горизонтальной плоскости.

Особым видом сварочного шва является потолочный. В данном случае усилие идет в горизонтальной плоскости, но выше уровня сварочного аппарата. Поэтому потолочный шов считается самым сложным видом сварки. Очень важно при его выполнении соблюдать технику безопасности – максимально защитить себя сварочной маской и плотной одеждой.

По свариваемым материалам

Еще одна классификация – по материалам, которые соединяют друг с другом.

По этому критерию выделяют:

  • Швы на углеродистой и легированной стали.
  • На цветном металле.
  • На биметалле.
  • На пластике и полиэтилене.

Как лучше варить вертикальный шов

  • Авторизуйтесь для ответа в теме

#1 Egor_kgn

Здравствуйте! Я ещё только учусь сварному делу. Сейчас у меня практика на заводе. Попал я в кислородный цех, к ремонтникам. Опытного наставника там нет, есть один сварщик, но он тоже только недавно выучился, и поскольку не так часто всё ломается, он опыта ещё не набрался. Мне выделили сварочный пост. Аппарат там ВД 301У, советский ещё, амперметр не работает, поэтому точную силу тока я не знаю как выставлять. Есть грубая регулировка и плавная по шкале от 1 до 9(значение этих цифр мне не известно). Электроды только 4 и немного 3, поэтому преимущественно приходится 4 использовать, ОЗС 4 вроде, завтра уточню. Железки дали неизвестного происхождения, тоесть марка стали неизвестна. Из плюсов это полная свобода действий. Обычный валик положить в нижнем положении получется ещё по божески. Сварить стык в нижнем положении тоже могу более или менее. Но вот вертикальный шов. Получаются какие-то бугры, металл стекает зараза. Штатный сварщик мне сказал, чтобы я варил его с отрывом, но мне кажется это будет не качественно. Подскажите как лучше варить вертикальный шов? Так же буду рад другим полезным советам по обучению.

  • 1
  • Наверх
  • Вставить ник

#2 Георгий 11

Просьба не хамить мне,а не то буду жмать кнопку жалоба

  • Участник
  • Cообщений: 10 663
    • Город: Орел
    • Наверх
    • Вставить ник

    #3 johnhess

    Согласен с Георгием 11, начинай варить с отрывом. работа нудная, но есть понятие «мышечная память». всё получится. Как только поймаешь кураж, пробуй «без отрыва». Движения плавные, равномерные, следи за ванночкой. как говорит мой товарищ, метод «кошАЧЬЯ лапка». Пробуй на всех режимах, придёшь к своему, запоминай. Удачи.

    • 1
    • Наверх
    • Вставить ник

    #4 Васо_29

    Сварщик- не рабочий! Сварщик- специалист!

  • Участник
  • Cообщений: 561
    • Город: Северопьянск


    Популярное сообщение!

    Без отрыва варят трубы, а всё остальное можешь смело с отрывом варить. От этого брака не будет, не переживай!
    И главное не торопиться и не бояться, что металл стечёт! Чем дольше и тщательнее будешь формировать чешуйку, тем легче будет формировать следующую! Металл начинает течь у тех, кто пытается от страха этого эффекта формировать чешуйки очень редко, т.е. гораздо выше предыдущей. Короче, грубо говоря, каждая предыдущая чешуйка не даёт стечь следующей! (минимум 3 чешуйки на 10 мм)

    Правда тут варено электродами диаметром 5мм, но принцип тот же.

    Сообщение отредактировал Васо_29: 27 Март 2014 19:59