Разновидности и технология сварки швов; потолочных, горизонтальных и вертикальных

Разновидности и технология сварки швов — потолочных, горизонтальных и вертикальных

Сварочный шов — линия расплавленного металла на кромках двух стыкующихся конструкций, возникающая в результате воздействия на сталь электрической дуги. Тип и конфигурация швов подбирается для каждого случая индивидуально, ее выбор зависит от таких факторов как мощность используемого оборудования, толщина и химический состав свариваемых сплавов. Такой шов также возникает при сварке полипропиленовых труб паяльником.

В данной статье рассмотрены виды сварочных швов и технология их выполнения. Мы изучим вертикальные, горизонтальные и потолочные швы, а также узнаем, как выполняется их зачистка и проверках на предмет дефектов.

Наклон электрода

Классификация сварочных швов выполняется по нескольким основным признакам. На его формирование оказывает влияние расположение, скорость и траектория перемещения электрода. Существующие типы сварочных соединений следует рассматривать с учетом всех тонкостей процесса.

Работа начинается уже после закрепления стержня в держателе. Естественно, что предварительно была установлена нужная сила тока и полярность подключения. Каждый мастер имеет собственный «почерк» выполнения сварочных работ, куда входит и наклон электрода. Согласно мнению большинства специалистов оптимальным считается его расположение под углом 70 градусов относительно рабочей поверхности. При этом относительно вертикали образуется острый угол величиной примерно в 20 градусов.

В специфической ситуации, когда изменять положение электрода необходимо в ограниченном пространстве, приемлемо даже строго перпендикулярное расположение расходных материалов. Направление перемещения электрода: его можно двигать и к себе, и в обратную сторону. Это имеет существенное значение. В случаях, когда не требуется сильное прогревание кромок, то электрод перемещают по направлению «от себя». А вот для лучшего прогрева его перемещают в обратном направлении.

Виды швов и технология выполнения

Когда мастер уже освоил, как правильно варить сваркой, можно приступать непосредственно к видам и техникам шва. Залог качественного соединения – это правильные настройки на сварочном аппарате (трансформаторе или инверторе), в соответствии с характеристиками металла и температурой его плавления. Мягкие металлы варятся на низких токах, плотные — на высоких. Также необходимо учитывать тип сварочного шва, так как каждый из них имеет свою технику выполнения. Самые распространенные виды швов:

1.По внешнему виду – плоские, усиленные и ослабленные.

2.По технике выполнения – односторонние и двухсторонние (при которых мастер спаивает заготовки с двух сторон).

3.По количеству слоев – одно-, двух-, трехслойные.

4.По протяженности – точечные, двусторонние шахматные, цепные, точечные, непрерывные.

5.По направлению усилия – поперечные, продольные, косые, комбинированные.

6.По пространственному размещению – горизонтальные, вертикальные, потолочные, нижние.

Перейдем теперь к технологии выполнения шва. Рассмотрим основные этапы работы:

1.Подготовительный. При этом шаге нужно выполнить ряд подготовительных работ. Во-первых, приготовить рабочее место, в соответствии с правилами безопасности. Во-вторых, запастись робой и защитной маской, чтобы не получить ожоги глаз. В-третьих, приготовить изделие к работе. Для этого его необходимо зачистить от остатков краски, лака, масла, пыли и прочих загрязнений. Для этого применяется металлическая щетка или наждачная бумага высокой абразивности. Затем на сварочном аппарате требуется выставить все настройки и можно приступать.

2.Создание дуги или поджог горелки (зависит от типа сварки). Особенности электродуговой сварки можно прочесть тут, а газовой тут.

3.На этом этапе создаются сварочные швы (техники ведения электрода рассмотри подробнее).

4.Завершающий этап. Когда уже дорожка готова, необходимо не забыть оббить шлак с валика (при дуговой сварке). Соединения, созданные газовой и плазменной сваркой не шлакуются, то есть, от них нет никакого мусора.

Нормативы и понятие катета

Сварной шов начинает формироваться в рабочей зоне при расплавленном состоянии металлов, и окончательно образуется после застывания.

Существующая классификация группирует швы по различным признакам: типу соединения деталей, образующейся форме шва, его протяженности, количеству слоев, ориентации в пространстве.

Типы возможных сварных соединений отображены в стандарте для ручной и дуговой сварки ГОСТ 5264. Соединения, выполняемые дуговой сваркой в атмосфере защитного газа нормированы документом ГОСТ 14771.

В ГОСТах имеется обозначение каждого сварного соединения, а также таблица, содержащая основные характеристики, в частности значения катета сварочного шва.

Что такое катет, понять достаточно просто, взглянув на рисунок соединяемых деталей. Это сторона умозрительного равнобедренного треугольника максимальных размеров, который поместится в поперечном сечении шва. Правильно рассчитанное значение катета гарантирует прочность соединения.

У деталей неравномерной толщины за основу берут площадь сечения детали в самой тонкой ее части. Не следует пытаться неоправданно увеличивать катет. Это может привести к деформации сваренной конструкции. К тому же увеличится расход материалов.

Проверка размеров катета проводится с помощью универсальных справочных шаблонов, представленных в специальной литературе.

По пространственному положению

Последующая классификация швов и соединений осуществляется по месту наложения в пространстве. Их делят на:

  • Нижнее. Часто встречается на заводах и крупных производствах. Обеспечивает равномерное распределение расплавленного металла, с минимальным количеством потеков и наплывов. Чтобы сваривать большие изделия в нижнем положении применяются вращающиеся кондукторы. Электрод или горелка всегда направлен сверху вниз. Так можно выполнять все виды стыков по способу соприкосновения друг с другом (углом, внахлестку, и т. д.).
  • Вертикальное. Отличается повышенной сложностью и требует определенных навыков. Применяется при сварке труб (прохождении швов по бокам) или скреплении больших конструкций, за невозможностью перевернуть их для нижнего положения. Требует большего времени для наложения шва, меньшей силы тока, и прерывистой дуги, для предотвращения потеков. Электрод направляется снизу вверх. Так же ведется и сварка.
  • Горизонтальное. Используется при соединении вертикальных труб или листов металла. Чревато потеками при медленном ведении шва, или не проваренными местами при быстром проходе. Для удобства стороны выставляются со смещением в 1 мм, чтобы образовалась «ступенька» для задержки накладываемого металла. После наложения шва разницу в выступлении поверхностей на 1 мм не видно.
  • Потолочное. Самое трудное для сварщиков, но доступное после того, как специалист освоит вертикальный метод. Шов наносится прерывистой дугой, на меньшей силе тока. Используется при сварке труб, когда возможность провернуть изделие отсутствует. Активно применяется на строительных площадках в монтаже потолочных швеллеров и балок.

Дефекты сварочных соединений

Сварочные работы относят к особо ответственным. И это понятно. Сварку используют и при изготовлении емкостей, работающих под давлением, и трубопроводов и котлов. И от качества выполненного соединения зависит работоспособность и, главное, безопасность работы оборудования. Практически на всех производствах и строительных площадках. Где используют сварку, применяют различные методы контроля качества. В соответствии с требованиями ГОСТ 3242-79 для контроля сварочных соединений предусмотрено несколько способов контроля. Среди них такие, как:

  • Визуальный, его применяют при контроле неответственных соединений.
  • Ультразвуковой — его применяют для контроля разных типов соединений.

На особо ответственные, например, на мостовых конструкциях или трубопроводах высокого давления, сварщик должен оставить отпечаток личного клейма.

Группировка по форме поверхности

Есть три типа швов:

  • Выпуклые или усиленные – много шаровые стежки. Например, для сцепления величина, направление и точка приложения нагрузки изменяются во времени незначительно. Экономично не обоснован в связи с чрезмерным расходом электродов.
  • Вогнутые или ослабленные — применяются, что бы соединить/сварить элементы из тоненькой стали.
  • Обычные или сплюснутые— прибегают в динамике, в связи с наличием между тропой и сталью небольшого перепада.
Читайте также  Накладная раковина со смещенным сливом

Классификация видов сварных швов

С точки зрения месторасположения сварных соединений их подразделяют на:

  1. Горизонтальные.
  2. Вертикальные.
  3. Наклонные.
  4. Нижние.

Из всех типов сварных швов нижний, при котором разделка кромок исходной заготовки производится со стороны сварщика, считается не только самым доступным для освоения, но и самым прочным. Это объясняется удобством формирования расплава (как при ручном, так и при автоматическом процессах), когда силы тяжести металла способствуют лучшему заполнению зазоров между соединяемыми поверхностями. Нижний тип еще и наиболее экономичен. Используется два основных приема его формирования — от себя и на себя.

Еще тяжелее условия для производства вертикальных швов. Здесь, кроме возрастающих потерь металла, увеличивается и неравномерность геометрических характеристик: на последних участках шов получается более толстым, а вероятность ухудшения механических параметров, в сравнении с горизонтальным и нижним типами, увеличивается.

Хуже всего качество у вертикально расположенных швов. Даже при автоматической сварке потери металла велики. Кроме того, в данном случае требуются особые меры безопасности процесса, которые бы исключали возгорание поверхностей, оплавление смежных площадей соединяемых заготовок и т.д. Количество швов, налагаемых вертикально, при проектировании сварных конструкций должно быть минимальным.

Типы сварного соединения могут классифицироваться и по конструктивному принципу своего образования. Соответственно, сварочные швы могут быть:

  1. Встык.
  2. Внахлестку.
  3. Угловыми.
  4. Тавровыми.
  5. Под электрозаклепки.

Соединение внахлестку используется для ситуаций, когда свободного пространства для сварки обычным способом недостаточно. Толщина заготовок не должна превышать 8-10 мм, а для обеспечения равнопрочности подготовку необходимо выполнять с обеих сторон. Если разделка кромок невозможна, то сечение приходится увеличивать. Вариантом соединения внахлестку является прорезное, когда торцы одной из деталей искусственно увеличивают для того, чтобы добиться желаемой прочности.

Тавровое соединение считается более сложным вариантом углового, когда сваркой формируются обе полки такого составного профиля. Подготовка кромок в этом случае не обязательна, зато имеются определенные ограничения в направлении удерживаемого электрода, который должен располагаться к вертикальной стенке тавра под углом не выше 60 0 . При тавровом способе вероятность дефектов выше (как, впрочем, и расход сварочной проволоки, поскольку сварку приходится проводить за несколько проходов горелки).

Когда особых требований к герметичности готового соединения нет, используется шов под электрозаклепки. Подготовленные к соединению изделия плотно прижимаются плоскими поверхностями друг к другу, после чего в верхней детали любым способом получают отверстие. В него вводят горелку и расплавляют металл, который далее проникает вовнутрь, сваривая изделия между собой. Такой метод чрезвычайно экономичен и, при последующей шлифовке, обеспечивает необходимый внешний вид поверхности.

Классификация сварных швов помогает выбрать оптимальную последовательность их получения.

Технологии контроля качества

Все виды сварных соединений обязательно подвергаются проверке. В зависимости от требований к качеству работы выполняются следующие технологии контроля качества:

  • Визуальный осмотр позволяет определить лишь видимые нарушения качества (вкрапления шлака, трещины, прожоги и т.п.);
  • Измерения длины и ширины указывают на соответствие полученного результата техническому заданию и ГОСТу;
  • Проверка герметичности при помощи опрессовки. Применяется при изготовлении различных ёмкостей;
  • Специальные контрольно-измерительные приборы устанавливают характеристики внутренней структуры полученного сварного стыка;
  • Лабораторные исследования позволяют определить поведение сваренной конструкции под воздействием различных нагрузок и химических веществ.