Как варить вертикальный шов?
Сложность контроля сварки в условиях создания вертикального шва обусловлена обычным физическим явлением – силой тяжести. Таковая оказывает действие на массу расплавленного металла, который будучи в жидком виде, устремляется вниз.
Здесь действия профессионального сварщика заключаются в том, чтобы не дать расплавленной массе оторваться от места сваривания. Достичь такого результата поможет стабильно горящая электрическая дуга, удерживаемая на минимально допустимом расстоянии от конца электрода до сварочной ванны.
Техника снизу вверх
Вертикальный стык, как правило, заваривают ходом электрода в направлении от нижней точки к верхней. Такой маршрут обеспечивает более стабильный контроль, а электрическая дуга уверенно держит ванну с расплавом, предупреждая растекание. Именно проходом снизу вверх удаётся сформировать максимально качественный вертикальный шов.
Техника формирования вертикального шва по направлению снизу вверх. Для получения требуемой ширины шва и глубины провара мастера используют разные варианты «рисования» электродом
Конечно же, перед началом сваривания вертикального шва следует подготовить границы стыка, обработать в соответствии с техническими требованиями. Сварочный аппарат нужно настроить под условия сварки (выставить ток, подобрать электрод).
Изначально по линии стыка делаются несколько точечных «прихваток» – сварка коротким швом (1 – 2 см). Цель таких действий – исключить в процессе нагрева смещение свариваемых частей по причине температурной деформации.
Пример вертикального шва, полученного после сварки двух металлических пластин квалифицированным сварщиком. Использовалась техника направления перемещения электрода снизу вверх
Когда делается сварка стыка вертикально, угол удержания электрода относительно плоскости, на которую будет ложится шов, выдерживают в пределах 45-90º.
Инструкция сварщика устанавливает следующие действия:
- Контактом электрода о металл зажигается дуга.
- Делаются «прихватки» в 3-4 точках по линии стыка от её середины к краям.
- Сварка начинается в нижней точке линии стыка.
- Ход электрода направлен вверх, сварочная ванна удерживается в рабочей зоне.
Продвигать электрод следует с умеренной скоростью. Главный скоростной критерий – образование оптимального количества расплава сварной ванны.
Одновременно с вертикальным ходом электрода допустимы поперечные зигзагообразные движения «полумесяцем», «елочкой» или другим «рисунком». Но техника поперечного хода видится актуальной только на металлах с толщиной стенки больше 4 мм.
Сваривать металл вертикальным швом рекомендуется одним проходом без остановки. Для начинающих сварщиков в этом видится сложность. Однако опыт нарабатывается быстро.
Техника сверху вниз
Набравшиеся опыта, сварщики без труда укладывают вертикальный шов движением электрода сверху вниз. В чём заключается хитрость исполнения такой операции?
Всё просто: поджигая электрическую дугу, электрод устанавливают относительно рабочей плоскости под углом 90º. Как только металл в точке образования дуги начинает расплавляться, угол установки электрода изменяют на 15-20º, немного опуская держатель.
Техника производства вертикального шва при направлении движения электрода сверху вниз. В этом варианта применяются несколько иные формы поперечной «отрисовки» электродом
Проводка электрода по линии стыка толстостенных металлов также выполняется поперечными зигзагами «пилообразной» или «прямоугольной» формы. Некоторые сварщики пользуются методикой «волнообразного» распределения расплава.
Между тем, способ формирования вертикального шва по направлению сверху вниз сопровождается большими сложностями для сварщика. Однако, по мнению многих специалистов, сварка в таком виде даёт лучший результат в плане качественных показателей.
Как варить вертикальный шов?
Сложность контроля сварки в условиях создания вертикального шва обусловлена обычным физическим явлением – силой тяжести. Таковая оказывает действие на массу расплавленного металла, который будучи в жидком виде, устремляется вниз.
Здесь действия профессионального сварщика заключаются в том, чтобы не дать расплавленной массе оторваться от места сваривания. Достичь такого результата поможет стабильно горящая электрическая дуга, удерживаемая на минимально допустимом расстоянии от конца электрода до сварочной ванны.
Техника снизу вверх
Вертикальный стык, как правило, заваривают ходом электрода в направлении от нижней точки к верхней. Такой маршрут обеспечивает более стабильный контроль, а электрическая дуга уверенно держит ванну с расплавом, предупреждая растекание. Именно проходом снизу вверх удаётся сформировать максимально качественный вертикальный шов.
Техника формирования вертикального шва по направлению снизу вверх. Для получения требуемой ширины шва и глубины провара мастера используют разные варианты «рисования» электродом
Конечно же, перед началом сваривания вертикального шва следует подготовить границы стыка, обработать в соответствии с техническими требованиями. Сварочный аппарат нужно настроить под условия сварки (выставить ток, подобрать электрод).
Изначально по линии стыка делаются несколько точечных «прихваток» – сварка коротким швом (1 – 2 см). Цель таких действий – исключить в процессе нагрева смещение свариваемых частей по причине температурной деформации.
Пример вертикального шва, полученного после сварки двух металлических пластин квалифицированным сварщиком. Использовалась техника направления перемещения электрода снизу вверх
Когда делается сварка стыка вертикально, угол удержания электрода относительно плоскости, на которую будет ложится шов, выдерживают в пределах 45-90º.
Инструкция сварщика устанавливает следующие действия:
- Контактом электрода о металл зажигается дуга.
- Делаются «прихватки» в 3-4 точках по линии стыка от её середины к краям.
- Сварка начинается в нижней точке линии стыка.
- Ход электрода направлен вверх, сварочная ванна удерживается в рабочей зоне.
Продвигать электрод следует с умеренной скоростью. Главный скоростной критерий – образование оптимального количества расплава сварной ванны.
Одновременно с вертикальным ходом электрода допустимы поперечные зигзагообразные движения «полумесяцем», «елочкой» или другим «рисунком». Но техника поперечного хода видится актуальной только на металлах с толщиной стенки больше 4 мм.
Сваривать металл вертикальным швом рекомендуется одним проходом без остановки. Для начинающих сварщиков в этом видится сложность. Однако опыт нарабатывается быстро.
Техника сверху вниз
Набравшиеся опыта, сварщики без труда укладывают вертикальный шов движением электрода сверху вниз. В чём заключается хитрость исполнения такой операции?
Всё просто: поджигая электрическую дугу, электрод устанавливают относительно рабочей плоскости под углом 90º. Как только металл в точке образования дуги начинает расплавляться, угол установки электрода изменяют на 15-20º, немного опуская держатель.
Техника производства вертикального шва при направлении движения электрода сверху вниз. В этом варианта применяются несколько иные формы поперечной «отрисовки» электродом
Проводка электрода по линии стыка толстостенных металлов также выполняется поперечными зигзагами «пилообразной» или «прямоугольной» формы. Некоторые сварщики пользуются методикой «волнообразного» распределения расплава.
Между тем, способ формирования вертикального шва по направлению сверху вниз сопровождается большими сложностями для сварщика. Однако, по мнению многих специалистов, сварка в таком виде даёт лучший результат в плане качественных показателей.
Возможные дефекты
Встречаются допустимые и не допустимые дефекты сварных швов, а пригодность получившейся конструкции для эксплуатации определяет ГОСТ 30242-97.
Непровар
Такой изъян получается при недостатке сплавления соединяемых деталей, а причина кроется в плохой подготовке кромок, не удалении остатков краски, создании слишком широкого зазора. К аналогичным последствиям приводит большая скорость проведения сварки, малая сила тока и смещение электрода от оси шва. При обнаружении непровара более 70%, нужно произвести зачистку шва и повторить сварку.
Подрез
Так называется наличие углублений между сварочным швом и основным металлом. Происходит такое из-за увеличения напряжения дуги во время быстрой проводке электрода, в результате чего жидкий металл стекает на соседнюю поверхность и промежуток не успевает заполниться. Дефект легко обнаруживается при визуальном осмотре, устранение производится путём зачистки и переварки шва.
Прожог
Большая сила тока и медленная проводка электрода приводит к появлению такого дефекта, устранение производится аналогичными методами.
Поры и наплывы
Первый вид характерен наличием свободного пространства в шве, которые заполнены газом, происходит такой брак из-за наличия посторонних вкраплений в расплавленном металле, избыточная сырость или недостаток защиты сварочной ванны. Если концентрация пор выше нормы, то такое соединение нуждается в повторной сварке.
Наплывы характеризуются натеканием расплавленного металла на поверхность соединяемой конструкции без образования однородной субстанции. Причина — низкое напряжение сварочной дуги, окалина на кромках, медленная проводка электрода и появление излишек расплавленного металла.
Появление трещин
Они встречаются — холодные, горячие, продольные, поперечные или радиальные. Первый вариант появляется во время остывания шва при t=1200С или под воздействием длительных нагрузок во время эксплуатации. Второй — при t=1100—13000С, когда возможно изменение пластичности и появления деформации, связанной с растяжением. Причина появления брака кроется в снижении прочности стали во время сварки или из-за появления в расплаве атомов водорода.
Особенности вертикальной сварки
Вертикальная сварка имеет сложность в том, что при создании шва, расплавленный металл норовит стекать вниз, чего ни в коем случае нельзя допустить. Если это произойдет, то поверх этой капли варить уже не получится, так как там содержится шлак от электрода.
Для создания качественной дорожки при ручной дуговой сварке, рекомендуется использовать короткую дугу на небольшом токе. При этом, мастер должен совершать движения снизу вверх, чтобы избежать ненужных потеков. Когда из расплавленной капли формируются вертикальные швы, нужно конец электрода убирать немного в сторону, чтобы дать материалу затвердеть и при этом не утратить искру.
Принципы вертикальной сварки
Для создания идеального шва, необходимо придерживаться несколько принципов вертикальной сварки:
- Если сварочные работы производятся на переменном токе, тогда обязательно начинать необходимо снизу. При этом кратер шва наполняется материалом так, что создает объемный валик, который параллельно служит некоторой подставкой для плавленого металла, находящегося немного выше. Таким образом и заполняется шов.
- При электродуговой методике металл в кратере шва при вертикальном положении должен застывать намного быстрее. Для этого лучше делать небольшие капли. Добиться такого эффекта очень просто, сократив дугу (расстояние между изделием и электродом).
Условия для качественного вертикального шва
Не все начинающие сварщики понимают, как варить вертикальный шов, чтобы он получился эстетичным, прочным и «правильным» с точки зрения качества. Есть несколько условий, выполняя которые получится идеальный шов практически с первого раза:
во время поджога нужно соблюдать перпендикулярное расположение электрода по отношению к деталям;
чем короче дуга, тем быстрее кристаллизуется металл и снижается риск потеков, которые портят шов;
во время формирования дорожки электрод необходимо наклонять, чтобы, металлические капли не стекали вниз;
если по неосторожности материал потек, нужно увеличить силу тока и ширину шва. Этот маневр даст больше времени для кристаллизации.. Учитывая, что бывают детали, которые нужно сварить только методикой сверху
Для этого нужно соблюдать осторожность и плавность. Тогда металл не будет стекать и портить изделие. Если свариваемые пластинки очень тонкие, например жестяные или оцинкованные, тогда нужно сделать следующее:
Учитывая, что бывают детали, которые нужно сварить только методикой сверху
Для этого нужно соблюдать осторожность и плавность. Тогда металл не будет стекать и портить изделие
Если свариваемые пластинки очень тонкие, например жестяные или оцинкованные, тогда нужно сделать следующее:
- максимально качественно зачистить детали, убрать с них пыль, грязь, остатки краски или масла, снять оцинкованный слой;
- шов делать точками. В этом случае снижается риск потеков и прожога делали.
Как правильно варить вертикальный шов
Перед тем как варить вертикальный шов электросваркой полуавтоматом или инвертором, необходимо выбрать технологию сварки. Это зависит от толщины свариваемых заготовок, от расстояния между их кромками, а также от формы притупления кромок.
Технология сварки треугольником. Ее обычно используют, если соединяются детали толщиною не более 2 мм. При этом используется максимальное притупление кромок. В основе этой технологии лежит принцип сварки снизу вверх, при этом жидкий металл располагается сверху застывающего. Он постепенно стекает вниз, закрывая собой кристаллизующийся металлический шовный валик. При этом стекающийся вниз шлак не мешает проплавлению металла кромок, потому что он перемещается по уже затвердевшей ванне. По сути, ванна получается под определенным углом, это и есть основа технологии треугольником. Потому что по внешнему виду сварная ванна похожа на эту фигуру
Здесь важно правильно двигать электрод, чтобы полностью заполнить стык. Поэтому сначала набирается в нижней позиции зазора полочка, после чего электрод перемещается, к примеру, к левой кромке, где производится заполнение, затем к правой
Таким образом, и заполняется шов. Для этой технологии дуговой сварки лучше использовать электрод диаметром 3 мм, ток 80-100 ампер.
Елочка. Этот вид сварки вертикальных швов оптимально подходит для зазоров между заготовками в 2-3 мм. Здесь используются достаточно сложные перемещения электродом. Сварку надо начинать от плоскости одной из кромок. То есть, по стенке кромки от глубины на себя надо электродом наплавить металл во всю толщину заготовки. Затем, не останавливаясь, нужно спустить электрод до самой глубины зазора. Здесь задержаться, чтобы произошла проплавка, после чего сделать все те же манипуляции по другой кромке. И таким образом, продолжать снизу вверх, до самого верха сварочного шва. Этим достигается равномерное распределение расплавленного металла в пространстве зазора. Самое важное – не допускать образования подрезов кромок и подтеков металла.
Лестница. Этот способ сварки вертикальных швов используется при максимальном зазоре между соединяемыми металлическими заготовками и при минимальном притуплении кромок (или полном отсутствии притупления). Сам сварочный процесс – это переход от одной кромки к другой при минимальном подъеме электрода. То есть, сварка ведется зигзагообразным движением от кромки к кромке снизу вверх. При этом электрод длительно останавливается на кромках, а переход должен, наоборот, производиться быстро. При такой технологии валик будет иметь небольшое сечение, поэтому сварщики его называют «легким».
Все технологии могут производиться инвертором или полуавтоматом. Сваривать можно детали толщиною до 4 мм.
Различные технологии
Техника сварки вертикальных швов имеет три варианта. Их выбор зависит от величины зазора, толщины свариваемых металлов, размера притупления кромок.
Треугольник
Технология основана на наиболее популярном способе ведения процесса снизу наверх. Расплавленный металл находится поверх слоя, который еще только начал застывать. Стекая вниз, он закрывает валик шва. Это не позволяет новым каплям стекать по дорожке.
Способ применяется, когда предстоит соединить детали, имеющие толщину не более 2 мм. Сварка этим методом может обеспечить хороший результат при маленьком зазоре. Также необходимо обеспечить максимальное притупление кромок. Оно должно находиться в диапазоне от 1-2 мм. При сварке расположение ванны должно быть под углом.
Это положение дало название способу – “треугольник”. Угол обеспечивается следующим образом:
- в начале процесса сварки создают полочку;
- при поднятии по стенке сварочной дуги по направлению к зазору происходит притупление кромок с помощью их плавления;
- спуск по правой стенке;
- переход на левую стенку;
- формирование там сварочного шва.
Необходимо выполнять рекомендации по выбору характеристик, как правильно сваривать вертикальный шов способом “треугольника”. Диаметр электрода по этому методу должен быть равен 3 мм. Среднее значение электрического тока 90-100 А. До окончания заполнения стыка электрод следует перемещать по указанной траектории. Хорошо подходит для углового вертикального шва.
Елочка
Конец электрода совершает сложные движения. Суть метода состоит в том, что электрод двигается из глубины, по ходу проплавляя поверхность кромки. При возвращении внутрь он начинает проплавление второй кромки. Затем операции повторяют на небольшой высоте.
Такой вид сварочного шва подойдет, когда зазоры между свариваемыми изделиями составляют 2-3 мм. Необходимо притупление кромок. Сечение валика меньше, чем при предыдущем способе. Процесс начинают по выбранной кромке. Электрод подают из глубины зазора “на себя”.
Технология проведения сварочного процесса состоит в следующем:
- от зазора по одной из кромок, прижимая к ней электрод, подавать его “на себя”, пройдя всю толщину заготовки;
- совершив небольшой подъем, способом “от себя” вернуть электрод на место зазора;
- после поплавки перейти на другую кромку и совершить те же действия;
- указанные операции повторять до самого верха сварного шва.
Сварку ведут короткой дугой. Метод обеспечивает равномерность нанесения сварочного материала на всем пространстве зазора. Необходимо следить за тем, чтобы не было образования на кромке шва подрезов, а также подтеков металла. Желательна непрерывность процесса, исключая моменты, когда необходимо заменить электрод. Не должно быть чрезмерного наплавления кромок. Полученный шов по форме напоминает конфигурацию елки.
Лестница
Находит применение, когда между свариваемыми деталями существует большой зазор. Его значение может превышать 2 мм. Также метод возможен при отсутствии или небольшом притуплении кромок.
Методика получения в этом случае неплохого вертикального сварочного шва и как его варить является несложной. Движения электрода имеют зигзагообразный характер. Перемещение электрода осуществляются от одной кромки к другой. Величина подъема должна быть небольшой и постоянной. Дугу при сварке следует сохранять короткой. Диаметр электрода – 3 мм. Ток имеет небольшое значение – 80-100 А. Процесс следует вести не прерываясь.
Особенность метода в том, что на кромках электрод останавливается на продолжительное время, а переход с одной кромки на другую происходит быстро. Сечение валика при способе “лесенкой” является небольшим – получается так называемый “легкий” валик. Этот способ особого труда не представляет и подходит начинающим сварщикам.
Классификация сварочных соединений
Сварочное сцепление — прочный шов, скрепляющий металлические изделия посредством сварных работ. Его называют стыковочным участком двух или нескольких деталей. Он формируется в результате кристаллизации или деформации вещества под действием нагрева или давления. Стыковочные срезы и сварные соединения являются одним технологическим процессом.
Для образования долговечного металлического сцепления требуются предварительные процедуры. Конструкции очищают, ошкуривают или подвергают обработке напильником до полного снятия загрязнений и остатков ржавчины. Это обеспечивает крепкую сцепляемость при сваривании.
Места спайки систематизируются по типу совмещения, в которых они используются, по виду сплавов металла. Важными факторами являются технические требования надежности (положения разряда, скорости его движения и амплитуды).
Образцы бывают:
- однослойные или многослойные проходы;
- выпуклой и ровной формы;
- прерывающиеся и сплошные состыковки.
Важно определить, как расположены стыковочные комплексы в пространстве. Стыки могут быть нижними или верхние (потолочные)
А по осевым характеристикам они делятся на боковые, поперечные и продольные пересечения при сборных работах.
Некоторые технологии вертикальной сварки
Сварить вертикальный шов полуавтоматом можно, используя не только классические методы. К довольно распространенным способам сварки вертикальных швов можно отнести следующие:
- Треугольник. Вертикаль может быть сварена при помощи такого способа, если толщина соединяемых поверхностей не превышает 2 миллиметра. Перед началом работ необходимо притупить кромки деталей. Направление сварки – снизу вверх, оптимальная толщина электрода — 3 мм, а показатели тока – в пределах 80-100А. После формирования полочки в нижней части соединения электрод передвигают к одному из краев, плавят кромки, заполняя ванну. Затем действия повторяются у другого края, причем сварная ванна получается в форме треугольника.
- Елочка. Применяется в случае, если зазор между поверхностями составляет 2-3 мм. Металл «вытягивается» из глубины зазора, располагается на плоскости кромки, затем происходит его возврат вглубь. Сварка происходит снизу вверх. Такая технология во многом напоминает петлю. Чтобы металл распределялся равномерно в зазоре, необходимо отработать движения до автоматизма и тщательно следить, чтобы на кромках не возникли порезы.
- Лесенка. Ее применяют при зазоре, превышающем 4 мм, если кромки деталей притуплены минимально. При зигзагообразных движениях электрода происходит незначительный подъем по вертикали и небольшие остановки на краях, необходимые для проплавления металла.
Сварные швы: общие определения
Технология сваривания металлов тесно связана с понятием – сварной шов. Таковой формируется в процессе застывания металла, расплавленного дуговой электросваркой.
В зависимости от места исполнения сварки шов может располагаться горизонтально или вертикально. Кроме того, пространственное расположение шва может быть нижним, боковым, верхним.
Виды сварных швов: 1 – горизонтальный в нижней плоскости; 2 – горизонтальный в верхней плоскости (потолочный); 3 – горизонтальный в боковой плоскости; 4 – вертикальный в боковой плоскости
Наиболее простой и легкой для исполнения считается укладка сварных швов в плоскости нижнего горизонта. В таких условиях расплавленный металл достаточно легко поддаётся контролю.
Простой сварочный шов, уложенный в нижней горизонтальной плоскости. Это самый легкий тип шва, что встречается в практике сварочной технологии
Оставшиеся варианты расположения швов в пространстве (боковое и верхнее) признаны технологически сложными для исполнения, требующими изучения техники сварки, наработки соответствующего опыта.
Сварной шов получается в результате кристаллизации расплавленного металла. Он относится к наиболее прочным видам соединений, применяемым в сборке металлоконструкций различного назначения и масштаба.
Сварные соединения относятся к разряду неразборных. Они обладают максимальной прочностью, т.к. производятся на молекулярном уровне. Однако в зоне сварки кристаллическая решетка разрушается и структура металла изменяется. По своей форме относительно оси все сварные швы делятся на выпуклые, плоские и вогнутые.
Самый прочный первый вариант, но он требует опыта и аккуратности при выполнении. Вертикальные и горизонтальные сварные швы производят по стыковой технологии. Они различаются по глубине проплавления и толщине. Для статической нагрузки нужны выпуклые сварные швы.
Вогнутые в большинстве случаев считаются браком, плоские используют в конструкциях для динамической нагрузки. В сварке труб и закругленных конструкций используются стыковые швы, технология выполнения которых схожа с выполнением горизонтальных и вертикальных.
По нормативам выпуклость горизонтальных и вертикальных швов не может превышать 1 мм, если толщина соединяемого металла до 26 мм. Если толщина больше 26 мм, то толщина шва может быть 2 мм, а углового 3 мм. На качество создаваемого шва немалое влияние оказывает скорость его выполнения.
Не следует слишком торопиться и слишком медленно “вести” электрод для получения прочного непрерывного сварного шва. Примеры вертикального сварного шва. Сборка металлоконструкций сварным методом. Аккуратный выпуклый сварной шов. Широкий стыковой сварной шов. Прочный выпуклый шов спиралью. Сваривание трубы горизонтальным швом. Угловой выпуклый вариант шва. Сварка швов с различающиеся скоростью.
